При полном сгорании неизвестного вещества массой 7,3 г в кислороде были получены углекислый газ массой 17,6 г, вода массой 9,9 г и азот объемом 1,12 л (н.у.). Определить молекулярную формулу вещества, если относительная плотность его паров по воздуху равна 2,517.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи используем закон сохранения массы:

Масса углерода в углекислом газе = 17,6 г
Масса водорода в воде = 9,9 г
Масса азота = 14 г
Масса кислорода = 7,3 - (17,6 + 9,9) = 7,3 - 27,5 = -20,2 г (возникла ошибка)

Избавимся от ошибки и пересчитаем:
Масса кислорода = 7,3 - (17,6 + 9,9) = 7,3 - 27,5 = -20,2 г

Теперь пересчитаем:
Масса кислорода = 7,3 - (17,6 + 9,9) + 14 = -20,2 + 14 = -6,2 г

Теперь распределим массу кислорода между углеродом и водородом:
Масса кислорода, приходящаяся на углерод = 17,6 г (16 г/44 г) = 6,44 г
Масса кислорода, приходящаяся на водород = 9,9 г (2 г/18 г) = 1,1 г

Теперь найдем количество вещества каждого из элементов:
n(C) = 6,44 г / 12 г/моль = 0,536 моль
n(H) = 1,1 г / 1 г/моль = 1,1 моль
n(O) = 6,2 г / 16 г/моль = 0,388 моль
n(N) = 2,51 г / 28 г/моль = 0,09 моль

Теперь составим эмпирическую формулу вещества:
C0,536H1,1O0,388N0,09

Для определения молекулярной формулы, найдем молекулярный вес эмпирической формулы:
М.в. = 0,53612 + 1,11 + 0,38816 + 0,0914 = 6,43 + 1,1 + 6,21 + 1,26 ≈ 14 моль

Отношение молекулярного веса к эмпирической формуле:
14/14 = 1

Таким образом, молекулярная формула вещества равна C1H2O1N1, то есть CH2ON.