Wzór sumaryczny: C₃H₄O

Odpowiedź: Związek nie może należeć do grypy kwasów karboksylowych ponieważ, w swojej budowie posiada tylko jeden atom tlenu. W grupie karboksylowej (-COOH) występują dwa atomy tego pierwiastka, więc aby związek mógł należeć do grupy kwasów karboksylowych musi posiadać co najmniej dwa atomy tlenu w swoim wzorze rzeczywistym.

 

---

Wyjaśnienie:

Poszukujemy wzoru sumarycznego związku organicznego o wzorze ogólnym C_xH_yO_z. W jego próbce o masie m znajduje się:

$m_{\mathrm{C}}=64,29\%\cdot m\Rightarrow m_{\mathrm{C}}=0,6429m$

$m_{\mathrm{H}}=7,14\%\cdot m\Rightarrow m_{\mathrm{H}}=0,0714m$

$m_{\mathrm{O}}=28,57\%\cdot m\Rightarrow m_{\mathrm{O}}=0,2857m$

Znając masy molowe węgla (M = 12 g/mol), wodoru (M = 1 g/mol) oraz tlenu (M =16 g/mol), wyznaczamy liczby moli pierwiastków w próbce związku o masie m:

$n=\frac{m}{M}$

gdzie:

n - liczba moli,

m - masa,

M - masa molowa.

$n_{\mathrm{C}}=\frac{0,6429\cdot m}{12\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}\Rightarrow n_{\mathrm{C}}=0,053575\cdot m\left[\mathrm{mol}\right]$

$n_{\mathrm{H}}=\frac{0,0714\cdot m}{1\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}\Rightarrow n_{\mathrm{H}}=0,0714\cdot m\left[\mathrm{mol}\right]$

$n_{\mathrm{O}}=\frac{0,2857\cdot m}{16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}\Rightarrow n_{\mathrm{O}}\approx 0,017856\cdot m\left[\mathrm{mol}\right]$

Obliczamy stosunki molowe pierwiastków:

• węgla do wodoru:

$\frac{n_{\mathrm{C}}}{n_{\mathrm{H}}}=\frac{0,053575\cdot m}{0,0714\cdot m}$

$\frac{n_{\mathrm{C}}}{n_{\mathrm{H}}}\approx 0,75$

$\frac{n_{\mathrm{C}}}{n_{\mathrm{H}}}\approx \frac{3}{4}$

• węgla do tlenu:

$\frac{n_{\mathrm{C}}}{n_{\mathrm{O}}}=\frac{0,053575\cdot m}{0,017856\cdot m}$

$\frac{n_{\mathrm{C}}}{n_{\mathrm{O}}}\approx \frac{3}{1}$

Otrzymujemy stosunek n_C : n_H : n_O wynoszący 3 : 4 : 1 zatem empiryczny wzór sumaryczny szukanego związku to C₃H₄O i zgodnie z treścią zadania jest to również jego wzór rzeczywisty.