Одним из компонентов высокоселективных средств борьбы с сорняками является вещество «ФеноксапропП-этил», в молекуле которого содержится по одному атому хлора и азота, а массовые доли углерода, кислорода и водорода соответственно равны 59,76; 22,11; 4,458 %. Установите молекулярную формулу этого вещества.
от

1 Ответ

дано:  
массовая доля углерода (C) = 59,76 %  
массовая доля кислорода (O) = 22,11 %  
массовая доля водорода (H) = 4,458 %  
1 атом хлора (Cl)  
1 атом азота (N)  

найти:  
молекулярную формулу вещества «Феноксапроп-П-этил»

решение:

1. Рассчитаем массовые доли элементов в веществе. Сначала найдём массу оставшихся элементов, начиная от 100 %:

mass_fraction(Cl) + mass_fraction(N) = 100 % - (mass_fraction(C) + mass_fraction(O) + mass_fraction(H))  
mass_fraction(Cl) + mass_fraction(N) = 100 % - (59,76 % + 22,11 % + 4,458 %)  
mass_fraction(Cl) + mass_fraction(N) = 100 % - 86,328 %  
mass_fraction(Cl) + mass_fraction(N) = 13,672 %

Поскольку в молекуле содержится 1 атом Cl и 1 атом N, можно записать:
mass_fraction(Cl) = x %  
mass_fraction(N) = y %  
где x + y = 13,672 %

2. Так как мы знаем, что в молекуле присутствует по одному атому Cl и N, то можно считать их массы равными и равными 50 % от 13,672 %:

mass_fraction(Cl) = 6,836 %  
mass_fraction(N) = 6,836 %

3. Теперь определим количество моль каждого элемента в 100 г вещества. Для этого воспользуемся молярными массами:

Молярная масса:  
M(C) = 12 г/моль  
M(H) = 1 г/моль  
M(O) = 16 г/моль  
M(Cl) = 35,5 г/моль  
M(N) = 14 г/моль

Количество моль каждого элемента:

n(C) = mass_fraction(C) / M(C) = 59,76 г / 12 г/моль ≈ 4,980 моль  
n(H) = mass_fraction(H) / M(H) = 4,458 г / 1 г/моль ≈ 4,458 моль  
n(O) = mass_fraction(O) / M(O) = 22,11 г / 16 г/моль ≈ 1,382 моль  
n(Cl) = mass_fraction(Cl) / M(Cl) = 6,836 г / 35,5 г/моль ≈ 0,192 моль  
n(N) = mass_fraction(N) / M(N) = 6,836 г / 14 г/моль ≈ 0,488 моль  

4. Чтобы найти целые числа для соотношений, определим минимальное количество моль:

Наименьшее значение n = min(4,980; 4,458; 1,382; 0,192; 0,488) = 0,192.

Теперь делим количество моль каждого элемента на 0,192:

n(C) = 4,980 / 0,192 ≈ 25  
n(H) = 4,458 / 0,192 ≈ 23  
n(O) = 1,382 / 0,192 ≈ 7  
n(Cl) = 0,192 / 0,192 = 1  
n(N) = 0,488 / 0,192 ≈ 3

5. Теперь можем записать молекулярную формулу вещества:

C25H23N3O7Cl

ответ:  
Молекулярная формула вещества «Феноксапроп-П-этил» составляет C25H23N3O7Cl.
от