1. Citric acid (khối lượng mol bằng 192 gam) là hợp chất tạo nên vị chua cho quả chanh. Phân tích nguyên tố cho thấy citric acid có phần trăm khối lượng carbon, hiđro và oxygen lần lượt bằng 37,5%; 4,2% và 58,3%. Xác định công thức phân tử của citric acid.

Question

Accepted Answer

Để xác định công thức phân tử của axit citric, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:

1. **Tính số mol của mỗi nguyên tố**:
   - Phần trăm khối lượng cho biết tỷ lệ của mỗi nguyên tố trong hợp chất. Để tính số mol, ta sử dụng công thức:
   $$
   n = \frac{m}{M}
   $$
   Trong đó:
   - $ n $ là số mol
   - $ m $ là khối lượng của nguyên tố
   - $ M $ là khối lượng mol của nguyên tố.

2. **Tính số mol của Carbon (C)**:
   - Khối lượng mol của C = 12 g/mol
   - Phần trăm khối lượng C = 37,5% trong 100 g hợp chất
   $$
   m_C = 37,5 \, \text{g}
   $$
   $$
   n_C = \frac{37,5}{12} \approx 3,125 \, \text{mol}
   $$

3. **Tính số mol của Hiđro (H)**:
   - Khối lượng mol của H = 1 g/mol
   - Phần trăm khối lượng H = 4,2% trong 100 g hợp chất
   $$
   m_H = 4,2 \, \text{g}
   $$
   $$
   n_H = \frac{4,2}{1} = 4,2 \, \text{mol}
   $$

4. **Tính số mol của Oxy (O)**:
   - Khối lượng mol của O = 16 g/mol
   - Phần trăm khối lượng O = 58,3% trong 100 g hợp chất
   $$
   m_O = 58,3 \, \text{g}
   $$
   $$
   n_O = \frac{58,3}{16} \approx 3,645 \, \text{mol}
   $$

5. **Tìm tỷ lệ số mol**:
   - Ta lấy số mol của mỗi nguyên tố chia cho số mol nhỏ nhất trong ba số mol đã tính được.
   $$
   n_{C} = 3,125 \quad n_{H} = 4,2 \quad n_{O} = 3,645
   $$
   - Số mol nhỏ nhất là 3,125 (C):
   $$
   \frac{n_C}{3,125} = 1
   $$
   $$
   \frac{n_H}{3,125} \approx 1,344 \rightarrow \text{làm tròn thành 1,5}
   $$
   $$
   \frac{n_O}{3,125} \approx 1,165 \rightarrow \text{làm tròn thành 1}
   $$

6. **Viết công thức thực nghiệm**:
   - Tỷ lệ gần nhất là 1:1.5:1. Để có số nguyên, ta nhân tất cả với 2:
   $$
   C: 2, H: 3, O: 2
   $$
   => Công thức thực nghiệm là $ C_2H_3O_2 $.

7. **Xác định công thức phân tử**:
   - Khối lượng mol thực nghiệm là 192 g/mol, trong khi khối lượng mol của công thức thực nghiệm $ C_2H_3O_2 $ là:
   $$
   2 \times 12 + 3 \times 1 + 2 \times 16 = 24 + 3 + 32 = 59 \, \text{g/mol}
   $$
   - So sánh:
   $$
   \text{Công thức phân tử} = n \times \text{công thức thực nghiệm}
   $$
   Trong đó $ n = \frac{192}{59} \approx 3,24 \rightarrow 3 $.

=> Công thức phân tử là:
   $$
   C_6H_8O_6
   $$

**Kết luận**: Công thức phân tử của axit citric là $ C_6H_8O_7 $.

1. Citric acid (khối lượng mol bằng 192 gam) là hợp chất tạo nên vị chua cho quả chanh. Phân tích nguyên tố cho thấy citric acid có phần trăm khối lượng carbon, hiđro và oxygen lần lượt bằng 37,5%; 4,2...