Phương pháp quy đổi trong hóa học đóng vai trò quan trọng giúp giải các bài toán một cách nhanh nhất. Vậy phương pháp quy đổi là gì? Thế nào là phương pháp quy đổi vô cơ, hữu cơ? Kiến thức về phương pháp quy đổi peptit, este?… Trong nội dung bài viết dưới đây, DINHNGHIA.VN sẽ giúp bạn tổng hợp kiến thức lý thuyết cũng như các dạng bài tập về chủ đề trên, cùng tìm hiểu nhé!.
Phương pháp quy đổi trong hóa học
Phương pháp quy đổi là gì?
Quy đổi là một phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện.
Nguyên tắc của phương pháp quy đổi
Khi áp dụng phương pháp này cần tuân thủ hai nguyên tắc sau:
- Bảo toàn nguyên tố.
- Bảo toàn số oxi hóa.
Phương pháp quy đổi peptit
Peptit được tạo ra từ alpha amino axit
Đây là peptit được tạo ra từ các alpha amino axit dạng \(NH_{2}-C_{n}H_{2n}-COOH\) (Glyxin, Ala, Val,…)
- Peptit \(\Rightarrow\) Gốc amino axit + nước
\(HNH-R_{1}-CONH-R_{2}-CO…NH-R_{n}-COOH \rightarrow NH-R_{1}-CO + NH-R_{2}-CO +…+ NH-R_{n}-CO + H_{2}O\)
- Gốc amino axit \(\Rightarrow\)
\(NH-R-CO \rightarrow C_{2}H_{3}ON + kCH_{2}\)
\(\Rightarrow\) Vậy ta quy đổi peptit thành: \(C_{2}H_{3}ON\, (a\, mol), CH_{2}\, (b\, mol); H_{2}O\, (c\, mol)\). Khi đó:
-
- Số mol peptit = số mol nước = c
- Số N trung bình bằng a/c
- Số mol NaOH phản ứng = a và khối lượng muối = 57a + 14b + 40a
- Số mol HCl phản ứng = a và số mol nước phản ứng = a – c
- Số mol oxi phản ứng = 2,25a + 1,5b
Amino axit được tạo ra từ peptit có Lys
\(Lys = Gly + 4CH_{2} + NH\)
\(\Rightarrow\) Quy đổi peptit thành \(C_{2}H_{3}ON\, (a\, mol), CH_{2}\, (b\, mol); H_{2}O\, (c\, mol), NH\, (d\, mol)\). Khi đó:
- Số mol Lys = d
- Số mol peptit = số mol nước = c
- Số N trung bình = a/c
- Số mol NaOH phản ứng = a và khối lượng muối = 57a + 14b + 40a + 15d
- Số mol NaCl phản ứng = a + d
- Số mol nước phản ứng = a – c
- Số mol oxi phản ứng = 2,25a + 1,5b + 0,25d
Amino axit tạo ra peptit có Glu
\(Glu = Gly + 2CH_{2} + CO_{2}\)
\(\Rightarrow\) Quy đổi peptit thành \(C_{2}H_{3}ON\, (a\, mol), CH_{2}\, (b\, mol); H_{2}O\, (c\, mol), CO_{2}\, (d\, mol)\). Khi đó:
- Số mol Glu = d
- Số mol peptit = số mol nước = c
- Số N trung bình = a/c
- Số mol NaOH phản ứng = a + d
- Khối lượng muối = 57a + 14b + 44d + 40(a + d) – 18d
- Số mol NaCl phản ứng = a và số mol nước phản ứng = a – c
- Số mol oxi phản ứng = 2,25a + 1,5b
Phương pháp quy đổi este
- Nếu hỗn hợp gồm \(HCOOCH_{3}, CH_{3}COOCH_{3}, C_{2}H_{5}COOCH_{3}, C_{2}H_{5}COOC_{3}H_{7},…\) Ta sẽ quy đổi về:
\(\left\{\begin{matrix} HCOOCH_{3}\\ CH_{2} \end{matrix}\right.\)
- Nếu hỗn có chứa các chất không no: \(C_{2}H_{3}COOCH_{3}, C_{3}H_{5}COOC_{2}H_{5}, CH_{3}COOCH_{3}\). Ta sẽ quy về:
\(\left\{\begin{matrix} C_{2}H_{3}COOCH_{3}\\ CH_{2} \end{matrix}\right.\)
hoặc:
\(\left\{\begin{matrix} HCOOCH_{3}\\ CH_{2}\\ H_{2} \end{matrix}\right.\)
(ở đây số mol hiđro sẽ âm vì hỗn hợp chứa chất không no)
Hợp chất đa chức quy tương tự:
- Nếu đề bài không cho biết este no hay không no ta quy về:
\(\left\{\begin{matrix} HCOOCH_{3}\\ C_{2}H_{4}(OOCH)_{2}\\ CH_{2}\\ H_{2} \end{matrix}\right.\)
***Chú ý: Tổng số mol của hỗn hợp sẽ bằng số mol của este quy về.
Phương pháp quy đổi vô cơ trong hóa học
Phương pháp giải bài toán bằng cách sử dụng phương pháp quy đổi vô cơ trong hóa học, ta cần lưu ý như sau:
- Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) (từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay chỉ còn một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp.
- Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kì cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất. Tuy nhiên ta nên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hóa khử nhất để đơn giản việc tính toán.
- Trong quá trình tính toán theo phương pháp này, đôi khi ta gặp số âm đó là sự bù trừ khối lượng của các chất trong hỗn hợp. Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình phương và kết quả cuối cùng vẫn thỏa mãn.
- Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là \(Fe_{x}O_{y}\) thì oxit \(Fe_{x}O_{y}\) tìm được chỉ là oxit giả định không có thực.
Ví dụ 1: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm \(FeO, Fe_{2}O_{3}, Fe_{3}O_{4}\) tác dụng với dung dịch HCl dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 7,62 gam \(FeCl_{2}\) và m gam \(FeCl_{3}\). Giá trị của m là bao nhiêu?
Cách giải
Xem \(Fe_{3}O_{4}\) là \(FeO.Fe_{2}O_{3}\)
Ta có:
\(m_{FeCl_{3}} = 0,06.162,5 = 9,75\, (g)\)
Phương pháp quy đổi hóa hữu cơ
Ví dụ 2: Khi đốt cháy hoàn toàn một polime X (tạo thành từ phản ứng đồng trùng hợp giữa buta – 1,3 – ddien và acrilo nitrin) với lượng oxi vừa đủ thấy tạo thành một hỗn hợp khí ở nồng độ áp suất xác định chứa 59,1% cacbonic về thể tích. Tỉ lệ số mol hai loại polime là bao nhiêu?
Cách giải
Quy đổi polime thành hai monome ban đầu:
Ví dụ 3: Hỗn hợp X có tỉ khối hơi so với hiđro là 21,2 gồm propan, propen và propin. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng khí cacbonic và nước thu được là bao nhiêu?
Cách giải
Quy đổi hỗn hợp X thành:
\(\left\{\begin{matrix} C:\, 0,3\, mol\\ H:\, y\, mol \end{matrix}\right. \Rightarrow n_{H} = 4,24 – 0,3.12 = 0,64\, (mol)\)
Như vậy, bài viết trên đây của DINHNGHIA.VN đã giúp bạn tổng hợp chuyên đề phương pháp quy đổi hóa hữu cơ, vô cơ cũng như như phương pháp quy đổi peptit hay este. Mong rằng bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích. Chúc bạn luôn học tốt!.
Xem thêm >>> Tìm hiểu tính chất, ứng dụng và điều chế của rượu etylic hóa 9
