Массовая доля кислорода в молекуле некоторой кислоты Х в 1,142 раза больше массовой доли азота, а массовая доля водорода равна 3,250 %. а) Рассчитайте массовую долю азота в кислоте Х. б) Установите формулу кислоты Х. в) Предложите структурную формулу молекулы этой кислоты.
от

1 Ответ

Дано:
- Массовая доля водорода w_H = 3,250 %.
- Массовая доля кислорода w_O в 1,142 раза больше массовой доли азота w_N: w_O = 1,142 * w_N.

Найти:
а) Массовую долю азота в кислоте Х.
б) Формулу кислоты Х.
в) Структурную формулу молекулы этой кислоты.

Решение:

Согласно условиям задачи, можем выразить массу всех компонентов в виде долей:

w_H + w_N + w_O = 100 %.

Подставим w_O через w_N:

w_H + w_N + 1,142 * w_N = 100 %.

Объединим выражения для w_N:

w_H + 2,142 * w_N = 100 %.

Теперь подставим известное значение для w_H:

3,250 % + 2,142 * w_N = 100 %.

Решим это уравнение для w_N:

2,142 * w_N = 100 % - 3,250 %,
2,142 * w_N = 96,750 %,
w_N = 96,750 % / 2,142 ≈ 45,10 %.

Ответ:
а) Массовая доля азота в кислоте Х примерно 45,10 %.

Теперь найдем массовую долю кислорода:

w_O = 1,142 * w_N,
w_O = 1,142 * 45,10 % ≈ 51,62 %.

На данный момент у нас есть:

w_H = 3,250 %,
w_N ≈ 45,10 %,
w_O ≈ 51,62 %.

Теперь установим формулу кислоты Х. Поскольку массовые доли элементов равны, мы можем использовать их для нахождения соотношений в молекуле.

Молярные массы:
M_H = 1 г/моль,
M_N = 14 г/моль,
M_O = 16 г/моль.

Соотношение масс элементов в кислоте:

n_H : n_N : n_O = (w_H / M_H) : (w_N / M_N) : (w_O / M_O).

Подставим значения:

n_H : n_N : n_O = (3,250 / 1) : (45,100 / 14) : (51,620 / 16).

Посчитаем каждую часть:

n_H = 3,250,
n_N = 45,100 / 14 ≈ 3,221,
n_O = 51,620 / 16 ≈ 3,226.

Теперь можем найти конечное отношение, деля на наименьшую из величин (в данном случае на n_H):

n_H : n_N : n_O ≈ 1 : (3,221 / 3,250) : (3,226 / 3,250) ≈ 1 : 0,99 : 0,99.

Приведем к целым числам:

n_H : n_N : n_O ≈ 1 : 1 : 1.

Таким образом, формула кислоты Х будет CHN1O1, что можно записать как HNO.

Ответ:
б) Формула кислоты Х – HNO.

Для структурной формулы кислоты Х (HNO) можно предложить следующую:

H-O=N, где кислород связан с водородом и азотом, образуя двойную связь с азотом.

Ответ:
в) Структурная формула молекулы кислоты Х: H-O=N.
от