کاربرد چگالی در شیمی آلی

کاربرد چگالی در مسائل شیمی آلی
در مسائل شیمی آلی بیشتر چگالی برای به دست آوردن جرم مولکولی به کار می رود
در مسائل چگالی یا از چگالی، یا چگالی نسبی استفاده می کنیم و کاربرد آن در پیدا کردن وزن مولکولی ترکیب آلی می باشد.
چگالی، همان طور که می دانیم وزن واحد حجم است و واحد آن گرم بر سانتی متر مکعب(در سیستم CGS)، کیلوگرم بر متر مکعب(در سیستم SI)، پوند بر فوت مکعب(در سیستم FPS) و در مورد گاز ها، واحد گرم بر لیتر نیز به کار می رود.

اما چگالی نسبی چیست و چرا از آن استفاده می کنیم؟
چگالی نسبی، چگالی یک ماده نسبت به ماده ی دیگر است.

حجم گاز تابع دما و فشار است پس اگر دما و فشار یکسان نباشد حجم گاز به شدت تغییر می کند و از آنجایی که چگالی وزن واحد حجم است بنابراین چگالی گازها در دماهای مختلف تغییر می کند.

می دانیم که تعداد مولکول های مساوی از گاز های مختلف در شرایط دما و فشار یکسان حجم های یکسانی اشغال می کنند(قانون آووگادرو).

بنابراین وقتی از چگالی نسبی استفاده می کنیم طبق روابط زیر می توانیم اثر تغییرات حجم را خنثی کنیم:

پس از نسبت جرم دو ماده ی گازی شکل می توانیم چگالی نسبی را به دست آوریم که در هر دمایی(به دلیل حذف اثر تغییرات حجم) ثابت است.
سوال:
چگونه از صورت مسئله بفهمیم چگالی را به ما داده است یا چگالی نسبی؟
جواب: چگالی نسبی واحد ندارد پس اگر برای عدد چگالی واحدی ذکر نکرده بود چگالی نسبی است ۴و در صورت مسئله واژه ی “نسب” آمده است. (مثلآ چگالی آن نسبت به هلیم)

اکنون چند تست مسائل شیمی آلی با کاربرد چگالی و چگالی نسبی که مربوط به سال های گذشته می باشد را با هم حل می کنیم:

۱- چگالی به حالت بخار یک هیدروکربن خطی سیر شده نسبت به هوا ۲ می باشد، فرمول آن کدام است؟(سراسری ریاضی سال ۶۵)
1)CH₄
2)C₂H₆
3)C₃H₈
4)C₄H₁₀

C=12 g/mol
H=1 g/mol
N=14 g/mol
O= 16 g/mol
جواب: وزن مولکولی متوسط هوا:
از آنجایی که هوا حدودآ از ۲۰٪ اکسیژن و ۸۰٪ نیتروژن تشکیل شده پس وزن مولکولی هوا می شود:

(0.2*32)+(0.8*28)=29

با توجه به این که هیدروکربن سیر شده ی خطی همان آلکان است بنابر این با استفاده از فرمول چگالی نسبی ابتدا جرم مولکولی هیدروکربن را به دست می آوریم و سپس برابر فرمول عمومی آلکان ها قرار می دهیم تا با به دست آوردن تعداد کربن فرمول آن آلکان را به دست آوریم.

گزینه ی ۴

۲- چگالی به حالت بخار یک آلکان نسبت به اکسیژن نه چهارم ⁹/₄ است نسبت جرم هیدروژن به جرم کربن در آن کدام است.

1)²/₅
2)¹/₄
3)¹/₅
4)²/₇

O= 16 g/mol

گزینه ی ۳

۳- از واکنش کلر با متان ترکیب کلرداری حاصل شده است که چگالی به حالت بخار آن نسبت به گاز هلیوم برابر ۲۱/۲۵ است. نام این ماده کدام است؟
۱) کلرید متیل
۲) دی کلرومتان
۳) کلروفرم
۴) کربن تترا کلرید

C=12 g/mol
H=1 g/mol
He=4 g/mol
Cl= 35/5 g/mol

گزینه ی ۲

۴- اگر در شرایط متعارفی، ۰/۹ گرم از یک آلکان گازی، ۰/۶۷۲ لیتر حجم داشته باشد نسبت جرم هیدروژن به جرم کربن در مولکول آن کدام آست؟

1)¹/₅
2)¹/₄
3)¹/₃
4)¹/₂

گزینه ی ۲

اپلیکیشن شیمی آلی