Bài 10.10 trang 40, 41, 42, 43 SBT Hóa 11 - Chân trời sáng tạo: Formic acid là một dung dịch khử trùng mạnh được dùng để làm sạchtrong công nghiệp hoặc trong hộ gia đình...

Formic acid là một dung dịch khử trùng mạnh được dùng để làm sạchtrong công nghiệp hoặc trong hộ gia đình. Hãy lập công thức phân tử của formic acid, biết kết quả phân tích nguyên tố của hợp chất này có 26,09% C; 69,57% O về khối lượng, còn lại là H. Khối lượng mol phân tử của formic acid được xác định trên phổ khối lượng tương ứng với peak có cường độ tương đối xấp xỉ 60%.

Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (C_xH_yO_zN_t) từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối (M) được khái quát như sau:

\[{\rm{x = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{C}}}}}{{{\rm{12}}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{; y = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{H}}}}}{{\rm{1}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{; z = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{O}}}}}{{{\rm{16}}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{; t = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{N}}}}}{{{\rm{14}}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}\]

Với x, y, z, t lần lượt là số nguyên tử C, số nguyên tử H, số nguyên tử O, số nguyên tử N; %m_C, %m_H, %m_O, %m_N lần lượt là % khối lượng của các nguyên tố C, H, O, N trong hợp chất hữu cơ.

Gọi công thức phân tử của formic acid là C_xH_yO_z.

\[{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{H}}} = {\rm{ }}100\% - (26,09\% + 69,57\% ) = 4,34\% \]

Vì khối lượng mol phân tử của formic acid được xác định trên phổ khối lượng tương ứng với peak có cường độ tương đối xấp xỉ 60% nên \[{{\rm{M}}_{{\rm{formic acid}}}} = 46\]

\[\begin{array}{l}{\rm{x = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{C}}}}}{{{\rm{12}}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{ = }}\frac{{26,09}}{{{\rm{12}}}} \times \frac{{46}}{{{\rm{100}}}} \approx 1\\{\rm{y = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{H}}}}}{{\rm{1}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{ = }}\frac{{4,34}}{{\rm{1}}} \times \frac{{46}}{{{\rm{100}}}} \approx 2\\{\rm{z = }}\frac{{{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{O}}}}}{{{\rm{16}}}} \times \frac{{\rm{M}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{ = }}\frac{{69,57}}{{{\rm{16}}}} \times \frac{{46}}{{{\rm{100}}}} \approx 2\end{array}\]

Vậy công thức phân tử của formic acid là CH₂O₂.