Формула толуола

Определение и формула толуола

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Толуол (метилбензол) – сложное органическое соединение, относящееся к классу ароматических углеводородов, один из гомологов бензола.

В обычных условиях представляет собой бесцветную подвижную летучую жидкость (рис. 1) с резким запахом. Горюч. Температура плавления равна (-94,99^oC), кипения – 110,62^oC.

Рис. 1. Толуол. Внешний вид.

В неограниченном количестве смешивается со спиртами, углеводородами, эфирами и не смешивается с водой (растворимость толуола в воде составляет 0,014% по массе при температуре 20^oC). Является растворителем для многих органических веществ. Обладает слабым наркотическим действием.

Химическая формула толуола

Химическая формула толуола C₆H₅CH₃. Она показывает, что в состав данной молекулы входят семь атомов углерода (Ar = 12 а.е.м.) и восемь атомов водорода (Ar = 1 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу толуола:

Mr(C₆H₅CH₃) = 7×Ar(C) + 8×Ar(H);

Mr(C₆H₅CH₃) = 7×12 + 8×1 = 84 + 8 = 92.

Графическая (структурная) формула толуола

Структурная (графическая) формула толуола является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2).

Рис. 2. Структурная формула толуола.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Определите молекулярную формулу соли с молярной массой менее 300, в которой массовые доли азота, водорода, хрома и кислорода составляют 11,11%; 3,17%; 41,27% и 44,44% соответственно.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим число атомов азота в молекуле через «х», число атомов водорода через «у», число атомов хрома за «z» и число атомов кислорода за «k».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов железа и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(N) = 14; Ar(H) = 1; Ar(Cr) = 52; Ar(O) = 16.

Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения:

x:y:z:k = m(N)/Ar(N) : m(H)/Ar(H) : m(Cr)/Ar(Cr) : m(O)/Ar(O);

x:y:z:k= 11,11/14 :3,17/1 :41,27/52 : 44,44/16;

x:y:z:k= 0,79 : 3,17 : 0,79 : 2,78 = 1: 4 : 1 : 3,5 = 2 : 8: 2 : 7.

Значит простейшая формула соединения азота, водорода, хрома и кислорода имеет вид N₂H₈Cr₂O₇ или (NH₄)₂Cr₂O₇. Это дихромат аммония.

Ответ

(NH₄)₂Cr₂O₇

ПРИМЕР 2

Задание

Выведите простейшую формулу соединения, в котором массовая доля калия составляет 26,53%, хрома – 35,37%, кислорода – 38,1%.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим число атомов калия в молекуле через «х», число атомов хрома через «у» и число атомов кислорода за «z».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов калия, хрома и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(K) = 39; Ar(Cr) = 52; Ar(O) = 16.

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(Cr)/Ar(Cr) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z = 26,53/39 : 35,37/52 : 38,1/16;

x:y:z = 0,68 : 0,68 : 2,38 = 1: 1 : 3,5 = 2 : 2: 7.

Значит простейшая формула соединения калия, хрома и кислорода имеет вид K₂Cr₂O₇. Это дихромат калия