殘基法

殘基法,是化學方法的一種。指將存在於多聚體中的單體部分去除,即在聚合時去除某些原子及基團的單體。

定義

將存在於多聚體中的單體部分去除,即在聚合時去除某些原子及基團的單體。如多肽鏈中的胺基酸殘基。

主要內容

有機物特定組合

將有機物拆分,例如乙酸可拆分為CH2O·CH2
例1、已知甲醛、乙酸和丙酸的混合物中,含氧的質量分數為48%,則含碳的質量分數為_________。
解析:甲醛和乙酸最簡式為CH2O,若把丙酸的分子式變為CH2O·CH2。CH2O中m(C):m(H):m(O)=6:1:8。設混合物的質量為100g,則CH2O中m(O)=48g,m(C)=6×48g/8=36g,m(H)=1×48g/8=6g。所以CH2部分m(CH2)=100g-48g-36g-6g=10g,其中m(C)=10g×12/14=8.57g。則100g混合物中m(C)=36g+8.57g=44.57g。故碳的質量分數為44.57%。

根據相同耗氧量

有機物完全燃燒時,1mol CnHm耗氧量為(n+m/4)mol。某些含氧衍生物分子式可變式拆分為CnHm·xCO2或CnHm·yH2O或CnHm·xCO2·yH2O(x、y為正整數),CO2和H2O是拆分出來的殘基,它們在燃燒時不消耗氧氣。所以上述有機物完全燃燒時,每摩有機物耗氧量都是(n+m/4)mol。
例2.下列混合物的蒸氣,在一定溫度和壓強下,只要總體積一定,完全燃燒消耗的氧氣的物質的量也一定的是( )
①乙醇和乙醚 ②丙醛和丙炔③甲烷和甲酸甲酯 ④C5H12和C6H8⑤丙酮和丙二醇(C3H8O2)⑥甘氨酸和硝基乙烷
A. 只有①②③④ B。 只有②④⑥
C. 除①外 D。 只有②③⑤
解析:在一定溫度和壓強下,混合蒸氣的總體積一定,也就是混合氣體的總物質的量一定,則它們的分子式符合CnHm·xCO2或CnHm·yH2O或CnHm·xCO2·yH2O(x、y為正整數),通式,或二者是同分異構體,或一種分子比另一種分子多1個碳原子而少四個氫原子。②丙醛和丙炔,它們的分子式符合CnHm·yH2O,丙醛可拆成C3H4·H2O;③甲烷和甲酸甲酯,它們的分子式符合CnHm·xCO2,甲酸甲酯可拆成CH4·CO2;④C5H12和C6H8,C6H8比C5H12多一個碳原子少4個氫原子;⑤丙酮和丙二醇,它們的分子式符合CnHm·yH2O,分別可拆寫成C3H4·H2O、C3H4·2H2O⑥甘氨酸(H2NCH2COOH)和硝基乙烷(CH3CH2NO2),它們屬於同分異構體。因此②③④⑤⑥都符合題意,只①不符合上述的任意一種情況。答案為C。

化學式拆分殘基

有機反應中經常會生成一些組成較為複雜的有機物,如果將此有機物通過拆分的方法將復原成原反應物的組成,利用拆分出的殘基也能快速方便地解題。
例3. 已知14.8g某一元羧酸跟乙醇完全反應生20.4g酯,試確定酸為何種酸?
解析:設酯為RCOOCH2CH3,使分子復原成酸和殘基的形式為RCOOH·CH2CH2。從酯質量中減去14.8g,即可得殘基的質量為20.4g-14.8g=5.6g,n(CH2CH2)=5.6g/28g.mol-1
=0.2mol元羧酸的相對分子質量為14.8/0.2=74,再由飽和一元羧酸的通式CnH2nO2可計算出該酸的化學式為C3H6O2,即為丙酸。

溫馨提示

變式拆殘基的方法不僅在有機題中能套用,在無機題中也能套用,如在計算無機混合物中某一元素的含量時,也可將無機物的化學式拆分成一些特定的組成,而得以快速的解決。這一方法在解題中值得提倡。
解答有些有機題時,如果按照某種條件把有機物的分子式變式拆分成幾個殘基部分,利用這幾部分的某種數量關係就能方便快捷地解題。

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