Một mẫu hữu cơ X (khối lượng 2,000 g) bị đốt cháy hoàn toàn sinh ra 5,50 g CO₂ và 2,25 g H₂O. Mặt khác, X không chứa nguyên tố khác ngoài C, H, O.
a) Tính phần trăm theo khối lượng của C, H, O trong mẫu.
b) Xác định công thức đơn giản (empirical formula) của X.

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, chúng ta cần tính toán số mol của CO₂ và H₂O để tìm ra khối lượng C, H và O trong mẫu hữu cơ X.

### a) Tính phần trăm theo khối lượng của C, H, O trong mẫu.

1. **Tính số mol CO₂ và H₂O**:
   - Số mol CO₂ = $\frac{5.50 \text{ g}}{44.01 \text{ g/mol}} = 0.125 \text{ mol}$
   - Số mol H₂O = $\frac{2.25 \text{ g}}{18.02 \text{ g/mol}} = 0.125 \text{ mol}$

2. **Tính khối lượng C và H**:
   - Mỗi mol CO₂ chứa 1 mol C. Do đó, khối lượng C = $0.125 \text{ mol} \times 12.01 \text{ g/mol} = 1.50125 \text{ g}$
   - Mỗi mol H₂O chứa 2 mol H. Do đó, khối lượng H = $0.125 \text{ mol} \times 2 \times 1.008 \text{ g/mol} = 0.251 \text{ g}$

3. **Tính khối lượng O trong mẫu**:
   - Khối lượng của mẫu hữu cơ X là 2.000 g.
   - Khối lượng O = Khối lượng X - (Khối lượng C + Khối lượng H) 
   - Khối lượng O = $2.000 \text{ g} - (1.50125 \text{ g} + 0.251 \text{ g}) = 0.24775 \text{ g}$

4. **Tính phần trăm theo khối lượng của C, H, O**:
   - Phần trăm C = $\frac{1.50125 \text{ g}}{2.000 \text{ g}} \times 100 \approx 75.06\%$
   - Phần trăm H = $\frac{0.251 \text{ g}}{2.000 \text{ g}} \times 100 \approx 12.55\%$
   - Phần trăm O = $\frac{0.24775 \text{ g}}{2.000 \text{ g}} \times 100 \approx 12.39\%$

### b) Xác định công thức đơn giản (empirical formula) của X.

1. **Chuyển đổi khối lượng C, H, O thành số mol**:
   - Số mol C = $\frac{1.50125 \text{ g}}{12.01 \text{ g/mol}} \approx 0.125 \text{ mol}$
   - Số mol H = $\frac{0.251 \text{ g}}{1.008 \text{ g/mol}} \approx 0.248 \text{ mol}$
   - Số mol O = $\frac{0.24775 \text{ g}}{16.00 \text{ g/mol}} \approx 0.0155 \text{ mol}$

2. **Tìm tỉ lệ số mol**:
   - Tìm tỉ lệ số mol tối giản bằng cách chia cho số mol nhỏ nhất (0.0155 mol):
     - Tỉ lệ C: $\frac{0.125}{0.0155} \approx 8.06 \approx 8$
     - Tỉ lệ H: $\frac{0.248}{0.0155} \approx 16.00 \approx 16$
     - Tỉ lệ O: $\frac{0.0155}{0.0155} \approx 1$

3. **Công thức đơn giản**:
   - Vậy công thức đơn giản (empirical formula) của X là $C_8H_{16}O$.

### Kết quả:
a) Phần trăm theo khối lượng:
- C: 75.06%
- H: 12.55%
- O: 12.39%

b) Công thức đơn giản của X: $C_8H_{16}O$.

Một mẫu hữu cơ X (khối lượng 2,000 g) bị đốt cháy hoàn toàn sinh ra 5,50 g CO₂ và 2,25 g H₂O. Mặt khác, X không chứa nguyên tố khác ngoài C, H, O. a) Tính phần trăm theo khối lượng của C, H, O trong mẫ...