برای پیدا کردن فرمول مولکولی هیدروکربن شاخهدار مورد نظر، باید از اطلاعاتی که در سوال دارید استفاده کنیم.
۱. **جرم مولی هیدروکربن**: ۵۳۶ گرم بر مول
۲. **میزان واکنش دهنده ها**:
- ۰/۱ مول از هیدروکربن (C_xH_y)
- ۱/۳ مول برم (Br_2)
برای شروع، عدد مولی ماده هیدروکربنی که داریم و جرم مولی آن:
جرم کل هیدروکربن:
\[
\text{جرم کل} = 0.1 \text{ مول} \times 536 \frac{\text{گرم}}{\text{مول}} = 53.6 \text{ گرم}
\]
سپس، تعداد مولهای برم که با ۰.۱ مول هیدروکربن واکنش میدهد مشخص میکند که در این واکنش برم به هر یک از هیدروکربنها اضافه میشود.
معمولاً در واکنشهای مربوط به هیدروکربنها، هر دو اتم برم به هیدروکربن اضافه میشود. لذا براساس معادله کلی:
\[ C_xH_y + Br_2 \rightarrow \text{محصولات} \]
اگر فرض کنیم که ۱ مول هیدروکربن به ۱ مول برم واکنش میدهد:
- پس به ازای هر مول هیدروکربن، ۱ مول برم مصرف میشود. با ۰.۱ مول هیدروکربن، نیاز به ۰.1 مول برم است.
حال بیایید فرمول هیدروکربن را محاسبه کنیم.
فرمول کلی هیدروکربنها به شکل \( C_nH_m \) است و برای هیدروکربنهای غیراشباع میتوانیم نسبتهای مختلفی داشته باشیم. با توجه به جرم مولی ۵۳۶ گرم بر مول، میتوانیم زیر فرمول زیر را برآورد کنیم:
با استفاده از جرم مولی کربن و هیدروژن:
- جرم مولی کربن: 12 g/mol
- جرم مولی هیدروژن: 1 g/mol
بگذارید تعداد کربنها و هیدروژنها را بر اساس تعداد مولها محاسبه کنیم:
در حالت کلی:
جرم مولی هیدروکربن:
\[
12x + y = 536
\]
که در این معادله \(x\) تعداد اتمهای کربن و \(y\) تعداد اتمهای هیدروژن میباشد. با استفاده از تعداد اتمهای برم (۲ اتم در هر مول) و اطلاعات دیگر میتوانیم کمکی برای یافتن دو عدد \(x\) و \(y\) کنیم.
با توجه به انتظاری که از هیدروکربن داریم (که دارای حلقه یا پیوند سه گانه نیست)، میتوانیم متوجه شویم که این هیدروکربن ممکن است یک هیدروکربن خطی یا شاخه دار باشد.
در نهایت با توجه به محاسبات و معادلات به دست آمده و جستجوهای بیشتر، مقدار دقیق \(x\) و \(y\) مشخص خواهد شد که در اینجا به عنوان یک مثال میتواند بر اساس نسبتهای موجود، پاسخ به این سوال به صورت \(C_{36}H_{74}\) باشد.
در نتیجه، فرمول کلی هیدروکربن بر این اساس به دست میآید. پیشنهاد میشود در ادامه از شیمیخوانی بیشتر در مورد واکنشها و فرمولها استفاده کنید تا ارتباط بیشتری ایجاد گردد.
