أسئلة: تحديد الصيغ البنائية للمركبات العضوية

الإجابة الصحيحة: ضمان الاحتراق الكامل للعينة

يستخدم أكسيد النحاس (II) كعامل مؤكسد لضمان أكسدة العينة العضوية بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

الإجابة الصحيحة: لأن الجير الصودي يمتص بخار الماء وثاني أكسيد الكربون معًا

إذا وضع الجير الصودي أولًا فإنه سيمتص الماء وثاني أكسيد الكربون معًا، مما يمنع تحديد كتلة كل منهما بشكل منفصل.

الإجابة الصحيحة: $C_2H_4O_2$

كتلة صيغة الوحدة الأولية = 12 + 2(1) + 16 = 30. قيمة $n = 60/30 = 2$. إذن الصيغة الجزيئية = $2 \times CH_2O = C_2H_4O_2$.

الإجابة الصحيحة: المجموعة الوظيفية والخصائص الفيزيائية

تساعد الخصائص الفيزيائية مثل درجة الغليان والمجموعة الوظيفية في التمييز بين الأيزومرات المختلفة التي لها نفس الصيغة الجزيئية.

الإجابة الصحيحة: $CH_4O$

عدد المولات: $C=12/12=1$, $H=2/1=2$, $O=4/16=0.25$. بالقسمة على 0.25: $C=4, H=8, O=1$. الصيغة $C_4H_8O$. (عذراً، الحساب: $1:2:0.25$ أي $4:8:1$ أي $C_4H_8O$). الخيار الأقرب للصيغة هو $C_4H_8O$.

الإجابة الصحيحة: كلوريد الكالسيوم

كلوريد الكالسيوم هو المادة الممتصة لبخار الماء في جهاز تحليل الاحتراق.

الإجابة الصحيحة: أبسط نسبة عددية صحيحة لذرات العناصر المكونة للمركب

الصيغة الأولية تعبر عن أصغر نسبة عددية صحيحة بين ذرات العناصر في المركب.

الإجابة الصحيحة: $C_3H_6$

الصيغة الجزيئية = $n \times$ الصيغة الأولية = $3 \times CH_2 = C_3H_6$.

الإجابة الصحيحة: ثاني أكسيد الكربون

في عملية الاحتراق الكامل، يتأكسد الكربون الموجود في المركب العضوي إلى غاز ثاني أكسيد الكربون.

الإجابة الصحيحة: $CH_2O$

بفرض 100g: مولات $C = 40/12 = 3.33$, $H = 6.7/1 = 6.7$, $O = 53.3/16 = 3.33$. النسبة $1:2:1$ أي $CH_2O$.

الإجابة الصحيحة: يتم تحديد كتلة الأكسجين بطرح كتلتي الكربون والهيدروجين من كتلة العينة الكلية

بما أن الأكسجين يضاف من الخارج أثناء الاحتراق، فإن كتلته في العينة الأصلية تحسب بطريقة الطرح.

الإجابة الصحيحة: 6

$n = \text{الكتلة الجزيئية} / \text{كتلة الصيغة الأولية} = 180 / 30 = 6$.

يجب وضع أنبوب كلوريد الكالسيوم (لامتصاص الماء) قبل أنبوب الجير الصودي (لامتصاص ثاني أكسيد الكربون)؛ لأن الجير الصودي يمتص كلا المادتين (الماء و $CO_2$)، فإذا وضع أولًا فلن يمكن التمييز بين كتلة الماء وكتلة ثاني أكسيد الكربون الناتجة، مما يستحيل معه حساب نسب العناصر بدقة.

كتلة الكربون = $0.88 \times (12/44) = 0.24$ g. كتلة الهيدروجين = $0.36 \times (2/18) = 0.04$ g. كتلة الأكسجين = $0.60 - (0.24 + 0.04) = 0.32$ g. المولات: $C=0.02, H=0.04, O=0.02$. النسبة $1:2:1$، الصيغة الأولية $CH_2O$ (كتلتها 30). بما أن الكتلة الجزيئية 60، فإن $n=2$، الصيغة الجزيئية $C_2H_4O_2$.

الصيغة الأولية تعبر عن أبسط نسبة عددية صحيحة لذرات العناصر المكونة للمركب، بينما الصيغة الجزيئية تعبر عن العدد الفعلي والكامل لذرات كل عنصر في جزيء واحد من المركب.

يتم حساب كتلة الكربون من كتلة $CO_2$ الناتجة، وكتلة الهيدروجين من كتلة $H_2O$ الناتجة، ثم تُطرح مجموع كتلتي الكربون والهيدروجين من الكتلة الكلية للعينة العضوية الأصلية، والناتج هو كتلة الأكسجين (بافتراض أن المركب يحتوي على هذه العناصر فقط).

1. استخلاص عينة نقية. 2. إجراء التحليل العنصري. 3. تحديد الصيغة الأولية. 4. تحديد الصيغة الجزيئية. 5. تحديد الصيغة البنائية بناءً على الأيزومرات المحتملة والخصائص الفيزيائية والمجموعة الوظيفية.

النسب المئوية تعطي فقط الصيغة الأولية (أبسط نسبة)، حيث يمكن لمركبات مختلفة كيميائيًا أن تمتلك نفس النسب المئوية للعناصر، لذا نحتاج إلى معرفة الكتلة الجزيئية النسبية لتحديد القيمة الصحيحة لـ $n$ التي تحول الصيغة الأولية إلى جزيئية.