Известно: органическое вещество СхHyNz, m(H2O)=1,26 г, V(СО2)=0,896 л, V(N2) =0,224 л
Найти: формулу СхHyNz - ?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем количество вещества воды массой 1,26 г по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
M(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)=1,26 г : 18 г/моль=0,07 моль
2. Вычисляем количество вещества CO2 и N2 в заданном объёме по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n(CO2)=V(CO2)/VM=0,896 л : 22,4 л/моль=0,04 моль
n(N2)=V(N2)/VM=0,224 л : 22,4 л/моль=0,01 моль
3. Вычисляем количество вещества атомов С в 0,04 моль СО2.
n(C)=n(CO2)=0,04 моль
4. Вычисляем количество вещества атомов H в 0,07 моль H2O. В 1 моль Н2О содержится 2 моль атомов Н, а в 0,07 моль Н2О количества вещества атомов в 2 раза больше:
n(H)=2•n(H2O)=2•0,07 моль=0,14 моль
5. Вычисляем количество вещества атомов N в 0,01 моль N2. В 1 моль N2 содержится 2 моль атомов N, а в 0,01 моль N2 количества вещества атомов в 2 раза больше:
n(N)=2•n(N2)=2•0,01 моль=0,02 моль
6. Находим соотношение атомов в веществе:
х:у:z=n(C) : n(H) : n(N)=0,04:0,14:0,02
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что наименьшее число (0,02) равно единице, а большее число делим на него, тогда
х:у:z=0,04/0,02 : 0,14/0,02 : 0,02/0,02=2:7:1, следовательно, формула имеет вид C2H7N, или C2H5-NH2
2-й способ
1. Вычисляем количество вещества CO2 в объёме 0,896 л и N2 в объёме 0,224 л по формуле: n=V/VM, где VM=22,4 л/моль при н.у.
n(CO2)=V(CO2)/VM=0,896 л : 22,4 л/моль=0,04 моль
n(N2)=V(N2)/VM=0,224 л : 22,4 л/моль=0,01 моль
2. Составляем пропорцию для вычисления массы атомов C в 0,04 моль СО2 и решаем ее:
В 1 моль СО2 содержится 12 г С, а
в 0,04 моль СО2― х г С
х=m(C)=0,04 моль • 12 г : 1 моль = 0,48 г
3. Составляем пропорцию для вычисления массы атомов N в 0,01 моль N2 и решаем ее:
В 1 моль N2 содержится 28 г N, а
в 0,01 моль H2O ― х г N
х=m(N)=0,01 моль • 28 г : 1 моль = 0,28 г
4. Составляем пропорцию для вычисления массы атомов H в 1,26 г Н2О и решаем ее:
В 18 г H2O содержится 2 г H, а
в 1,26 г H2O ― х г H
х=m(H)=1,26 г • 2 г : 18 г = 0,14 г
5. Находим соотношение атомов в веществе:
х:у:z=m(C)/M(C) : m(H)/M(H) : m(N)/M(N)=0,48/12 : 0,14/1 : 0,28/14=0,04:0,14:0,02
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что наименьшее число (0,02) равно единице, а большее число делим на него, тогда
х:у:z=0,04/0,02 : 0,14/0,02 : 0,02/0,02=2:7:1, следовательно, формула имеет вид C2H7N, или C2H5―NH2
Ответ: C2H7N, или C2H5―NH2