дано:
- Массовая доля азота (N) = 23,7 %
- Число атомов водорода (H) в молекуле в 3 раза больше, чем атомов углерода (C).
- Молярная масса соединения < 100 г/моль.
найти:
1. Молекулярную формулу органического вещества.
2. Возможную структурную формулу органического вещества.
решение:
1. Пусть количество атомов углерода равно x. Тогда количество атомов водорода будет 3x, а количество атомов азота будет y.
Обозначим молекулярную формулу как CxHyNz. С учетом данных, можем записать:
- Химическая формула: CxH(3x)N
- Масса углерода (C) = 12 г/моль
- Масса водорода (H) = 1 г/моль
- Масса азота (N) = 14 г/моль
Составим уравнение для вычисления массовых долей:
Массовая доля азота:
(14y) / (12x + 3x + 14y) * 100% = 23,7%
Преобразуем уравнение:
14y = 0,237(12x + 3x + 14y)
14y = 0,237(15x + 14y)
14y - 0,237 * 14y = 0,237 * 15x
(14 - 0,237 * 14)y = 0,237 * 15x
(14 * (1 - 0,237))y = 0,237 * 15x
13,68y = 3,555x
y = 0,260x
Теперь мы знаем, что y = 0,260x. Чтобы найти целочисленные значения, подберем значения для x и y. Попробуем x = 5:
y = 0,260 * 5 ≈ 1,3 (это не целое число)
Попробуем x = 4:
y = 0,260 * 4 = 1,04 (приближенно 1)
Теперь подставим x = 4 и y = 1 в формулу:
C4H(3*4)N = C4H12N
Теперь проверим молярную массу:
Молярная масса C4H12N = (4 * 12) + (12 * 1) + (14) = 48 + 12 + 14 = 74 г/моль.
Это значение меньше 100 г/моль.
2. Теперь предложим возможную структурную формулу органического вещества. Одним из вариантов может быть изобутанамин:
H H H
| | |
H - C - C - N - H
| |
H C
|
H
ответ:
1. Молекулярная формула органического вещества: C4H12N.
2. Возможная структурная формула: изобутанамин (где один из атомов углерода связан с атомом азота).