第四节元素分析与相对分子质量的测定

1、第四节第四节 元素分析与相对分子质量的测定元素分析与相对分子质量的测定v研究有机化合物的一般步骤和方法研究有机化合物的一般步骤和方法波谱分析确定波谱分析确定结构式结构式测定相对分子质量确定测定相对分子质量确定分子式分子式分离、提纯分离、提纯元素定量分析元素定量分析确定确定实验式实验式概概念念分分子子式式概概念：念：实实验验式式定性分析定性分析有机物的组成元素分析有机物的组成元素分析定量分析定量分析分子内各元素原子的质量分数分子内各元素原子的质量分数现代元素分析法现代元素分析法分析方法分析方法李比希氧化产物吸收法李比希氧化产物吸收法“李比希元素分析法李比希元素分析法”的原的原理理( (求最简式）

2、：求最简式）：取定量含取定量含C、H（O）的）的有机物有机物加氧化铜加氧化铜 氧化氧化H2OCO2 用无水用无水CaCl2吸收吸收用用KOH浓浓溶液吸收溶液吸收得前后得前后质量差质量差得前后得前后质量差质量差计算计算C、H含量含量计算计算O含量含量得出实验式得出实验式(最简式最简式)CXHY+O2CO2+H2O点 燃某含某含C、H、O三种元素的未知物三种元素的未知物A，经燃烧分析，经燃烧分析实验测定该未知物实验测定该未知物A中碳的质量分数为中碳的质量分数为52.16%，氢的质量分数氢的质量分数13.14%，试求该未知物，试求该未知物A的实验式。的实验式。案例分析 解解:(1)(1)先确定该有机

3、物中各组成元素原子的质量分数先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数因因w(C)% = 52.16% ，w(H)% = 13.14%, 则则w(O)% = 1- 52.16% -13.14% = 34.70%（2 2）再求各元素原子的个数比）再求各元素原子的个数比N(C):N(H):N(O) = : :34.70%52.16%13.14%12116= 2 ：6 ：1则该未知物则该未知物A的实验式为的实验式为C2H6O问题解决问题解决:若要确定它的分子式若要确定它的分子式,还需要什么条件？还需要什么条件？某烃含氢元素的质量分数为某烃含氢元素的质量分数为17.2%，求此烃的实验式。，求此烃的实验式

4、。又测得该烃的相对分子质量是又测得该烃的相对分子质量是58，求该烃的分子式。，求该烃的分子式。解答解答:由于烃只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量分由于烃只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量分数为数为100 %17.2%82.8%。则该烃中各元素原子个数。则该烃中各元素原子个数之比为：之比为：注意注意: C2H5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比,是是该烃的实验式该烃的实验式,不是该烃的分子式不是该烃的分子式.若设该烃有若设该烃有n个个C2H5,则则n=58/29=2因此因此,该烃的分子该烃的分子 式为式为C4H10。5:212 .17:128 .82)H(: )

5、C(NN(1) (1) 由元素质量分数和相对分子质量求分子式由元素质量分数和相对分子质量求分子式 例例2燃烧某有机物燃烧某有机物A 1.50g,生成生成1.12L(标况标况)CO2和和0.05mol H2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。，求该有机物的分子式。【解答解答】 又因该有机物的相对分子质量又因该有机物的相对分子质量 实验式实验式CH2O即为分子式。即为分子式。 0.6g22.4L/mol1.12Lmol12g(C)1m0.1g2mol0.05molmol1g(H)1m1.5g0.7g0.1g0.6g)H()C(mm0.8

6、g0.1g)(0.6g1.5g)O(m1:2:1mol16g0.8g:mol1g0.1g:mol12g0.6g)O(: )H(: )C(111NNN30291.04(A)M(2) (2) 根据气态有机物密度或相对密度求分子式根据气态有机物密度或相对密度求分子式例例2.3g某有机物某有机物A完全燃烧后，生成完全燃烧后，生成0.1molCO2和和2.7gH2O，测得该化合物的蒸气体与空气的相对分密，测得该化合物的蒸气体与空气的相对分密度是度是1.6，求该化合物的分子式，求该化合物的分子式（1 1）求该有机物组成元素的质量）求该有机物组成元素的质量（2 2）该有机物的相对分子质量）该有机物的相对分子

7、质量（3 3）求该有机物分子中各元素原子数目比）求该有机物分子中各元素原子数目比（1）求该有机物组成元素的质量）求该有机物组成元素的质量C C-CO2 H 2H-H2O 12 44 2 18 m（C） 44g/mol*0.1mol m(H) 2.7g m(C)=1.2g m(H)=0.3g m(C)+ m(H)=1.2g+0.3g=1.5g2.3g该有机物含有该有机物含有O元素元素 m(O)= m(A)- m(C)- m(H)=2.3g-1.5g=0.8g （2）该有机物的相对分子质量）该有机物的相对分子质量Mr（A）=d*Mr（空气）（空气）=1.6*29=46（3）求该有机物分子中各元素原

8、子数目比）求该有机物分子中各元素原子数目比N（C）：）：N（H） ：N（O）=(1.2g/12g/mol) :(0.3 g/1g/mol) :(0.8g/16g/mol)=2:6:1该有机物实验式为该有机物实验式为C2H6OMr（C2H6O）=46所以该有机物的分子式为所以该有机物的分子式为C2H6O 验证某有机物属于烃，应完成的实验内容验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是是（ ）A.A.只测定它的只测定它的C C、H H比比 B.B.只要证明它完全燃烧后产物只有只要证明它完全燃烧后产物只有H H2 2O O和和COCO2 2C.C.只测定其燃烧产物中只测定其燃烧产物中H H2 2O O与与

9、COCO2 2的物质的量的物质的量 的比值的比值D.D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成 COCO2 2和和H H2 2O O的质量的质量D巩固练习相对分子质量的测定相对分子质量的测定质谱法（质谱法（MS） 质谱法质谱法是一种简单、微量、快捷、是一种简单、微量、快捷、精确地测定相对分子质量的物理方法精确地测定相对分子质量的物理方法原理：原理：用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的正电荷的分子离子分子离子和和碎片离子碎片离子。不同离子具有不同的质量，。不同离子具有不同的质量，质量不同的离

10、子质量不同的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异在磁场作用下达到检测器的时间有差异，其结果被记录为质谱图。其结果被记录为质谱图。 即即:M= 46,未知物未知物A的的分子式为分子式为C2H6O相相对对丰丰度度质荷比质荷比离子的质荷比越大离子的质荷比越大, ,达到检测器需要的达到检测器需要的时间最长时间最长, ,因此谱因此谱图中的图中的质荷比最大质荷比最大的就是未知物的的就是未知物的相相对分子质量对分子质量读谱图读谱图：对有机物分子进行质谱法分析对有机物分子进行质谱法分析,测定其质荷比测定其质荷比.设设H的质荷比为的质荷比为,某有机物样品的质荷比如图所示某有机物样品的质荷比如图所示,则则该有机物可能是该有机物可能是( )A 甲醇甲醇 B 甲烷甲烷 C 丙烷丙烷 D 乙烯乙烯B巩固练习例例3:某有机物的结构确定某有机物的结构确定: 测定实验式：某含测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是，氢的质量分数是13.51%, 则