Question

Когда образец соединения массой 1,983 г, содержащего только углерод, водород и азот, был если сжечь в избытке кислорода, получится 1,986 г CO2 и 1,626 г H2O. Какова эмпирическая формула и молекулярная формула соединения, зная, что его молекулярная масса равна 88,11 г/моль?

Answer 1

Дано:  
Масса образца соединения = 1.983 г  
Масса CO2 = 1.986 г  
Масса H2O = 1.626 г  
Молекулярная масса соединения = 88.11 г/моль  

Найти:  
Эмпирическая и молекулярная формулы соединения

Решение:  
1) Найдем количество веществ углерода (C) и водорода (H), содержащихся в образце:
n(C) = m(CO2) * (1 моль C / молярная масса CO2) = 1.986 г * (1 моль / 44.01 г) ≈ 0.045 моль
n(H) = m(H2O) * (2 моль H / молярная масса H2O) = 1.626 г * (2 моль / 18.02 г) ≈ 0.180 моль

2) Предположим, что в образце также содержится азот (N). Тогда найдем количество веществ азота:
n(N) = молярная масса образца - (n(C) * молярная масса C + n(H) * молярная масса H)
     = 88.11 г/моль - (0.045 моль * 12.01 г/моль + 0.180 моль * 1.01 г/моль)
     = 14.07 г/моль

3) Найдем отношение молей C, H и N в образце, поделив их на наименьшее количество молей:
n(C):n(H):n(N) ≈ 0.045:0.180:14.07 ≈ 1:4:312

4) Пересчитаем количество молей каждого элемента так, чтобы получить целые числа:
n(C) = 1 * 1 = 1
n(H) = 4 * 1 = 4
n(N) = 312 * 1 = 312

5) Таким образом, эмпирическая формула соединения - CH4N312.

6) Найдем молекулярную формулу, разделив молекулярную массу на эмпирическую массу:
Молекулярная формула = (молекулярная масса) / (эмпирическая масса) = 88.11 г/моль / (1+4+14*312) г/моль ≈ 88.11 г/моль / 4397 г/моль ≈ 0.02
Молекулярная формула ≈ 0.02 * CH4N312 = CN624

Ответ:  
Эмпирическая формула соединения - CH4N312, молекулярная формула - CN624