При сгорании органического соединения выделилось 0.896 л (н.у.) углекислого газа, 0.99 г воды и 0.112 л (н.у.) азота. Установите молекулярную формулу соединения, если известно, что относительная плотность его паров по воздуху равна 2.52.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо определить количество вещества каждого элемента в продуктах сгорания органического соединения.

Количество вещества углерода в продуктах сгорания:
n(C) = V(CO2) / Vm(CO2),
где V(CO2) - объем углекислого газа, выделенного при сгорании,
Vm(CO2) = 22.4 л/моль - молярный объем газа при нормальных условиях.

n(C) = 0.896 л / 22.4 л/моль = 0.04 моль углерода

Количество водорода в продуктах сгорания:
n(H) = m(H2O) / M(H2O),
где m(H2O) - масса воды, выделенной при сгорании,
M(H2O) = 18 г/моль - молярная масса воды.

n(H) = 0.99 г / 18 г/моль = 0.055 моль водорода

Количество азота в продуктах сгорания:
n(N) = V(N2) / Vm(N2),
где V(N2) - объем азота, выделенного при сгорании,
Vm(N2) = 22.4 л/моль - молярный объем газа при нормальных условиях.

n(N) = 0.112 л / 22.4 л/моль = 0.005 моль азота

Рассмотрим молярные соотношения между углеродом, водородом и азотом в молекуле органического соединения. По данным задачи, массовые соотношения равны:
n(C) : n(H) : n(N) = 1 : 1.375 : 0.125

Теперь найдем количество атомов каждого элемента в молекуле основываясь на молярных соотношениях:
1 : 1.375 : 0.125 = 1 : 5/4 : 1/8

Эти соотношения являются отношениями количеств элементов в молекуле, но могут быть преобразованы в отношения атомных масс элементов.
Массы углерода, водорода и азота в единице массы органического соединения равны соответственно 12 g, 1 g и 14 g.
Отношение масс равно:
12 : 1 : 14 = 96 : 8 : 112 = 12 : 1 : 14.

Таким образом, молекулярная формула соединения – C_12H_8N_14.