Wzór kwasu karboksylowego: (CH3)2(CH2)xCOOH
mC = 12 g/mol
mH = 1 g/mol
mO = 16 g/mol
mCH3 = 15 g/mol
mCOOH = 45 g/mol
mCH2 = 14 g/mol
x — liczba grup -CH2
y — masa związku
0,54y = 12 + 12 + 12 + 12x
y = 15 ∙ 2 + 45 + 14x / ∙ 0,54 → 0,54y = 0,54 ∙ (15 ∙ 2 + 45 + 14x)
Rozwiązanie równania:
12 + 12 + 12 + 12x = 0,54 ∙ (15 ∙ 2 + 45 + 14x)
36 + 12x = 0,54 ∙ (75 + 14x)
36 + 12x = 40,5 + 7,56x / – 36
12x = 4,5 + 7,56x / – 7,56x
4,44x = 4,5 / : 4,44
x = 0,99 ≈ 1 → (CH3)2(CH2)1COOH → CH3—CH(CH3)—COOH = C4H8O2 = kwas 2-metylopropanowy
Krok 1: Oblicz masę grupy metylowej, karboksylowej i fragmentu -CH2. Masę poszczególnych atomów znajdziesz w tabeli pierwiastków chemicznych.
mC = 12 g/mol
mH = 1 g/mol
mO = 16 g/mol
mCH3 = 15 g/mol
mCOOH = 45 g/mol
mCH2 = 14 g/mol
Krok 2: Ponieważ związek to pochodna alkanu (a co za tym idzie – nie ma wiązań wielokrotnych), możemy założyć, że wzór ogólny to (CH3)2(CH2)xCOOH. Należy pamiętać, że w związku będzie o jeden atom wodoru mniej niż by wynikało z dalszych obliczeń, ponieważ obecność podstawnika metylowego „zabiera” atom węgla z łańcucha głównego.
Krok 3: Ułożenie równań. Masa węgla to 54% masy związku. Zakładając, że masa związku to 1, masa węgla stanowi 0,54. W naszym związku są dwa atomy węgla w grupach metylowych, jeden w karboksylowej i x w fragmentach -CH2. Układamy równanie pierwsze:
0,54y = 12 + 12 + 12 + 12x
Masa związku (y) to suma wszystkich atomów.
y = 15 ∙ 2 + 45 + 14x
Krok 4: Aby móc przyrównać oba równania, musimy pomnożyć drugie równanie obustronnie razy 0,54.
y = 15 ∙ 2 + 45 + 14x / ∙ 0,54 → 0,54y = 0,54 ∙ (15 ∙ 2 + 45 + 14x)
Krok 5: Przyrównanie dwóch równań, by powstało równanie z jedną niewiadomą.
12 + 12 + 12 + 12x = 0,54 ∙ (15 ∙ 2 + 45 + 14x)
36 + 12x = 0,54 ∙ (75 + 14x)
36 + 12x = 40,5 + 7,56x / – 36
12x = 4,5 + 7,56x / – 7,56x
4,44x = 4,5 / : 4,44
x = 0,99 ≈ 1
Krok 6: Pamiętaj o kroku drugim. Nasz wynik to jedna grupa —CH2, ale musimy pomniejszyć tę wartość o jeden atom wodoru. Zatem związek ma wzór: (CH3)2(CH2)1COOH → CH3—CH(CH3)—COOH = C4H8O2 = kwas 2-metylopropanowy. Grupa karboksylowa wyznacza pierwszy atom węgla.