Дано:
Количество вещества для сгорания = 6 моль
Количество кислорода для сгорания = 13,5 моль
Количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании = 6 моль
Количество азота, образовавшегося при сгорании = 3 моля
Количество воды, образовавшейся при сгорании = 15 моль
Найти:
Молекулярную формулу вещества
Решение:
1. Рассчитаем количество углерода и кислорода, затраченных на сгорание вещества:
n(C) = n(CO2) = 6 моль
n(O) = n(O2) - n(CO2) = 13,5 моль - 6 моль = 7,5 моль
2. Рассчитаем количество водорода в веществе, зная, что суммарное количество элементов в одной молекуле равно:
n(H) = (2 * n(C)) + n - (n(O)/2) = (2 * 6 моль) + 3 моль - (7,5 моль/2) = 9 моль
3. Предположим, что формула вещества имеет вид CxHyOzNt, тогда:
n(C) = 6, n(H) = 9, n(O) = 7,5, n(N) = 3
4. Рассчитаем относительные молярные количества углерода, водорода, кислорода и азота:
n(C) = 6/3 = 2, n(H) = 9/3 = 3, n(O) = 7,5/3 = 2,5, n(N) = 3/3 = 1
5. Найдем наименьшее целое отношение между ними:
n(C) = 2, n(H) = 3, n(O) = 2,5, n(N) = 1
n(C) = 2, n(H) = 3, n(O) = 2, n(N) = 1
6. Рассчитаем массы углерода, водорода, кислорода и азота в веществе:
m(C) = n(C) * M(C) = 2 * 12 г/моль = 24 г/моль
m(H) = n(H) * M(H) = 3 * 1 г/моль = 3 г/моль
m(O) = n(O) * M(O) = 2 * 16 г/моль + 0,5 * 15,999 г/моль = 32 г/моль + 7,999 г/моль ≈ 40 г/моль
m(N) = n(N) * M(N) = 1 * 14 г/моль = 14 г/моль
7. Рассчитаем относительную молекулярную массу соединения:
M = m(C) + m(H) + m(O) + m(N) = 24 г/моль + 3 г/моль + 40 г/моль + 14 г/моль = 81 г/моль
Ответ:
Молекулярная формула вещества: C2H3O2N