级研究有机化合物的一般步骤和方法元素分析与相对分子质量的测定

1、1会计学级研究有机化合物的一般步骤和方法元级研究有机化合物的一般步骤和方法元素分析与相对分子质量的测定素分析与相对分子质量的测定有机物分子式与结构式的有机物分子式与结构式的确定确定有机有机物（物（纯净纯净）确定确定 分子分子式式？首先要确定有首先要确定有机物中含有哪机物中含有哪些元素些元素用实验的方法确定有机物中用实验的方法确定有机物中C、H、O各元素的质量分数？各元素的质量分数？李比希李比希法法现代元素分现代元素分析法析法第1页/共23页李比希氧化产物李比希氧化产物吸收法吸收法现代元素分现代元素分析法析法数据经处理后即可确定有机物的实验数据经处理后即可确定有机物的实验式（最简式）式（最简式）

2、分析方分析方法法如燃烧后如燃烧后C生成生成 ，H生成生成 ，Cl生成生成 .CO2H2OHCl二、元素分析与相对分子质二、元素分析与相对分子质量的确定量的确定第2页/共23页(1)李比希氧化产物吸收法确定有机物李比希氧化产物吸收法确定有机物实验式实验式用用CuO作氧化剂将仅含作氧化剂将仅含C、H、O元素的有机物氧化，产物元素的有机物氧化，产物 用用无水无水CaCl2吸收，吸收， 用用KOH浓溶浓溶液吸收分别称出吸收剂吸收前后液吸收分别称出吸收剂吸收前后的质量，计算出的质量，计算出 原子在分子中原子在分子中的含量，剩余的就是的含量，剩余的就是 的含量的含量H2OCO2C、HO第3页/共23页元素

3、分析元素分析仪仪(2)现代元素分析法：现代元素分析法：第4页/共23页例例1、（、（P20）某含）某含C、H、O三种元素三种元素的未知物的未知物A，经燃烧分析实验，经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数测定该未知物中碳的质量分数为为52.16%，氢的质量分数为，氢的质量分数为13.14% 。（1）试求该未知物）试求该未知物A的实验式（分子的实验式（分子中各原子的最简单的整数比）中各原子的最简单的整数比）。（2）若要确定它的分子式，还需要）若要确定它的分子式，还需要什么条件？什么条件？例例2 2、5.8g5.8g某有机物完全燃烧，生成某有机物完全燃烧，生成COCO2 2 13.2g , H 1

4、3.2g , H2 2O 5.4g .O 5.4g .含有含有哪些元素哪些元素? ?思考：思考：能否直接确定该有机物的分能否直接确定该有机物的分子式子式? ? 实验式和分子式有何区别实验式和分子式有何区别? ?。第5页/共23页2、相对分子质量的测定：质谱、相对分子质量的测定：质谱法（法（MS）质谱仪质谱仪第6页/共23页原理：原理：用高能电子流轰击样品，用高能电子流轰击样品，使分子失去电子变成带使分子失去电子变成带正正电荷电荷的的分子离子分子离子和和碎片离子碎片离子，在，在磁场的作用下，由于它们磁场的作用下，由于它们的的相对质量不同相对质量不同而使其到而使其到达检测器的时间也先后不达检测器的

5、时间也先后不同，其结果被记录为质谱同，其结果被记录为质谱图。图。 第7页/共23页1527314546m/e相对丰度乙醇乙醇的质谱图乙醇的质谱图相对丰度相对丰度(RA)以图中最强的离子峰以图中最强的离子峰(基基峰峰)高为高为100，其它峰的峰高，其它峰的峰高则用相对于基峰的百分数表则用相对于基峰的百分数表示。示。 29CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+CH3CH2OH+100%060%20%503020 质荷比质荷比最大的数据最大的数据表示未知物表示未知物A的相对分的相对分子质量。子质量。 质荷比：质荷比：分子分子离子、碎片离子的离子、碎片离子的 与其与其 的比的比值值 相对质相对

6、质量量电荷电荷第8页/共23页1、确定分子式：下图是、确定分子式：下图是例例1中有中有机物机物A的质谱图，则其相对分子的质谱图，则其相对分子质量为（质量为（ ），分子式为（），分子式为（ ）。）。第9页/共23页2、2002年诺贝尔化学奖获得者的贡年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量构分析的质谱法。其方法是让极少量的（的（109g）化合物通过质谱仪的离）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。如分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子离子化后可得到化

7、后可得到C2H6、C2H5、C2H4，然后测定其质荷比。某有机物，然后测定其质荷比。某有机物样品的质荷比如下图所示样品的质荷比如下图所示则该有机物可能是则该有机物可能是A 甲醇甲醇 B 甲烷甲烷 C 丙烷丙烷 D 乙烯乙烯第10页/共23页3、下图是某有机物、下图是某有机物A的质谱图，你的质谱图，你能确定能确定A的相对分子质量吗？的相对分子质量吗？第11页/共23页3、求有机物相对分子质量的、求有机物相对分子质量的常用方法常用方法（1）M = m / n（2）根据有机物蒸气的相对）根据有机物蒸气的相对密度密度D， M1 = DM2（3）标况下有机蒸气的密度）标况下有机蒸气的密度为为g/L， M

8、 = 22.4L/mol g/L第12页/共23页4 4、确定有机化合物的分子式、确定有机化合物的分子式的方法：的方法：（1 1）实验式法：）实验式法：由物质中各由物质中各原子（元素）的原子（元素）的质量分质量分数数 各原子的各原子的个数比个数比( (实验式实验式)由由相对分子质相对分子质量和实验式量和实验式 有机物有机物分子式分子式 C C2 2H H6 6第13页/共23页（2 2）直接法：）直接法：1mol1mol物质中各物质中各原子（元素）的原子（元素）的质量除质量除以原子的以原子的摩尔质量摩尔质量 1mol1mol物质中的各种原子物质中的各种原子的的物质的量物质的量知道知道一个一个分

9、子分子中各种原子的中各种原子的个数个数 有机物有机物分子式分子式 练习练习1 P21的的“学与问学与问”第14页/共23页例例3、将有机物完全燃烧，生成将有机物完全燃烧，生成CO2和和H2O.将将12 g 该有机物的完全燃烧该有机物的完全燃烧产物通过浓产物通过浓H2SO4，浓，浓H2SO4增增重重14.4 g，再通过碱石灰，碱石，再通过碱石灰，碱石灰增重灰增重26.4 g则该有机物的分则该有机物的分子式为子式为() AC4H10 BC2H6O CC3H8O DC2H4O2（4）、对只知道相对分子质量的范）、对只知道相对分子质量的范围的有机物，要通过估算求分围的有机物，要通过估算求分子量，再求分

10、子式子量，再求分子式第15页/共23页例例4 4、（、（0808测试题）吗啡和海洛因都测试题）吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子含是严格查禁的毒品。吗啡分子含C C 71.58%71.58%、H 6.67%H 6.67%、N 4.91%N 4.91%、其、其余为余为O O。已知其分子量不超过。已知其分子量不超过300300。试求：。试求： 吗啡的分子量；吗啡的分子量； 吗啡的分子式。吗啡的分子式。第16页/共23页（5）第17页/共23页（6）C第18页/共23页第19页/共23页2、相对分子质量的测定：质谱、相对分子质量的测定：质谱法（法（MS）质谱仪质谱仪第20页/共23页3、求有机物相对分子质量的、求有机物相对分子质量的常用方法常用方法（1）M = m / n（2）根据有机物蒸气的相对）根据有机物蒸气的相对密度密度D， M1 = DM2（3）标况下有机蒸气的密度）标况下有机蒸气的密度为为g/L， M = 22.4L/mol g/L第21页/共23页例例4 4、（、（0808测试题）吗啡和海洛因都测试题