元素分析

[练习2]某有机物的结构确定： ①测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分 析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是 13.51%, 则其实验式是（ C4H10O）。 ②确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量
为（ 74 ），分子式为（ C4H10O）。
[练习2]吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗 啡分子含C 71.58%、H 6.67%、N 4.91%、其 余为O。已知其分子量不超过300。试求：⑴ 吗啡的分子量；⑵吗啡的分子式。
加速器：带电粒子在加速电场作用下获取 具有相同能量的平均动能而进入质量分析 器。E=1/2mv2
质量分析器 ：不同质量的粒子到达检测器时 间不一样，经计算机处理数据得到质谱图。
1、质荷比是什么？
分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值， 因为微粒的电荷为一，因此质荷比在数值上和相对 质量相等
2、如何确定有机物的相对分子质量？ （由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时 间最长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相 对分子质量）
[例4]．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发
明了对有Biblioteka Baidu物分子进行结构分析的质谱法。其方法
是让极少量的（10－9g）化合物通过质谱仪的离子化
室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的
离子。如C2H6离子化后可得到C2H6＋、C2H5＋、 C2H4＋……，然后测定其质荷比。某有机物样品的质 荷比如右图所示（假设离子均带一个单位正电荷，
（1）试求该未知物A的实验式（分子中各原子
的最简单的整数比）。C2H6O
（2）若要确定它的分子式，还需要什么条件？
相对分子质量的确定——质谱法
测定相对分子质量的方法很多， 质谱法是最精确、最快捷的方法。
离子源：高能电子流等轰击样品分子， 使该分子失去电子变成带一个单位正电 荷的分子离子和碎片离子
16.84%
285
C17H19NO3
信号强度与该离子的多少有关），则该有机物可能
是 A 甲醇
B 甲烷
C 丙烷
D 乙烯
某有机物A1.44g完全燃烧生2.16gH2O， 生成的CO2恰好与200mL1mol/LKOH溶液作 用生成正盐，将A试样进行检测所得质谱图 如下图。请写出A的分子式。
【解析】 由质谱图可知A的相对分子质量为72。 n(H)＝2n(H2O)＝2×182g.·1m6ogl－1＝0.24mol n(C)＝n(CO2)＝12n(KOH)＝1mol/L×0.2L/2＝0.1mol 因m(C)＋m(H)＝0.1mol×12g·mol－1＋ 0.24mol×1g·mol－1＝1.44g，则A只含有C、H两种元素， n(C)∶n(H)＝0.1mol∶0.24mol＝5∶12，由M(C5H12) ＝72，则A的分子式C5H12。
某组有成机元物素完可全能燃为烧C后、若H产或物C只、有H、COO2。、H2O，则其
实验测得某碳氢化合物A中含碳80%，含
氢20%，求该化合物的实验式。CH3
[例2]某含C、H、O三种元素的未知物A，经燃 烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数为 52.16%，氢的质量分数为13.14%。（P20）
解：由题意可知该有机物完全燃烧以后生成了1mol的CO2和 2mol的H2O，又因为1.5mol的O2只能提供3mol的氧原子，因此 该1mol的有机物含有1mol C、4mol H、1mol O
所以该有机物的分子式为 CH4O
思考：怎样确定某有机物CxHyOz的分子式？
对于mg的CxHyOz在实验过程中我们可以轻易测出其燃烧后生成的 CO2及H2O的质量从而得到其nH2O和nCO2。
通过计算我们可以得出mg该有机物中C、H、O个数之 比，这个比值也就是1mol该有机物中C、H、O个数之 比
如果C、H、O个数之比为a:b:c想一想该有机物 的分子式是怎样的？ （CaHbOc）n 实验式：表示化合物分子中所含元素的原子数目
最简整数比的式子CaHbOc 。
其相对分子质量怎么表示？
Mr=（12a+b+16c）﹡n
实验式
相对分子质量
分子 式
“李比希元素分析法”的原
理：
取定量含C、 加氧化铜
H（O）的有
机物
氧化
用无水 H2O CaCl2吸收
得前后 质量差
CO2
用KOH浓 溶液吸收
得前后 质量差
得出实验式
计算O含量
计算C、H含量
一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应产物 为：C―→CO2，H―→H2O，Cl―→HCl， N―→N2
第1课时 有机物组成的研究
有机化学的结构和组成怎样研究？
元素分析
定量分析 研究有机物的组成元素种类和含量
定性分析
研究有机物具有哪些性质（有机 物的性质是由官能团决定的）即 有机物含有那些结构。
1mol的某有机物和1.5mol的O2恰好完全反应， 生成的产物先后通过浓H2SO4和浓的NaOH溶液质量 分别增重36g和44g，求该有机物的分子式？