|
11. Определение состава и формулы вещества.
|
|
| FilIgor | Дата: Четверг, 08.11.2012, 12:40 | Сообщение # 1 |
 Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 11. Определение состава и формулы вещества.
11.1. Определение формулы по массовым долям.
Задание.
В состав вещества входят 26,53% калия, 35,37% хрома и 38,1% кислорода. Определить формулу вещества.
Решение.
Формула вещества KxCryOz.
Определим молярное соотношение компонентов. Возьмем 100 граммов вещества.
В них будет 26,53 грамма калия, 35,37 грамма хрома и 38,1 грамм кислорода.
n = m/Mr, отсюда:
n(K) = 26,53/39 = 0,68 моль калия,
n(Cr) = 35,37/52 = 0,68 моль хрома,
n(O) = 38,1/16 = 2,38 моль атомарного кислорода.
Тогда, x:y:z = 0,68:0,68:2,38 = 1:1:3,5 = 2:2:7.
Искомая формула K2Cr2O7.
11.1.1
Задание.
Установите формулу одноосновной кислоты, содержащей азот, водород и кислород, если массовая доля кислорода в ней больше массовой доли азота в 3,43 раза.
Решение.
Поскольку кислота одноосновная, в ее состав входит только один атом водорода.
Формулу кислоты можно записать как HNxOy, где x и y - индексы.
Атомная масса кислорода = 16 г/моль, азота = 14 г/моль, а масса кислоты, очевидно, будет равна
1 + 14х + 16y
Тогда массовая доля кислорода составит w(O) = 16y/(1 + 14х + 16y),
аналогично азота w(N) = 14x/(1 + 14х + 16y)
По условию, w(O)/w(N) = 3,43.
w(O)/w(N) = 16y/(1 + 14х + 16y) : 14x/(1 + 14х + 16y) = 16y/14x = 3,43
Откуда находим y = 3x. Это означает, что атомов кислорода втрое больше.
Следовательно, формула кислоты HNO3.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Четверг, 08.11.2012, 12:42 | Сообщение # 2 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 11.2. Определение формулы по плотности по газу.
Задание.
Плотность предельного первичного амина по кислороду составляет 1,844. Установить формулу амина.
Решение.
Общая формула первичных предельных аминов имеет вид: CnH2n+1NH2
Определим молярную массу амина.
Mr(R-NH2) = M(O2)*DO2 = 32*1,844 = 59 г/моль.
Аминогруппа NH2 имеет молярную массу 16 г/моль,
отсюда масса углеводородного радикала CnH2n+1 составит 59 - 16 = 43 г/моль.
Определим его состав.
14n + 1 = 43
14n = 42, n = 3.
Это радикал пропила С3Н7-
Искомое вещество - пропиламин, (либо изопропиламин) C3H7NH2.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Четверг, 08.11.2012, 12:44 | Сообщение # 3 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 11.3. Определение простейшей и истинной формулы.
Задание.
В состав органического вещества входят углерод, водород и кислород,
имеющие массовую долю в веществе соответственно 40%, 6,67% и 53,33% (масс.)
Относительная плотность паров вещества по гелию составляет DHe = 15.
Установить простейшую и истинную формулу вещества.
Решение.
Общая формула вещества CxHyOz.
Взяв 100 граммов вещества, определим молярное отношение компонентов.
n(C ) = m/Ar = 40/12 = 3,33 моль.
n(H) = m/Ar = 6,67/1 = 6,67 моль.
n(O) = m/Ar = 53,33/16 = 3,33 моль.
Отсюда, x:y:z = 3,33:6,67:3,33 = 1:2:1
Простейшая формула СН2О.
Определим молярную массу вещества.
Mr = Ar(He)*DHe = 4*15 = 60 г/моль.
Молярная масса простейшей формулы (СН2О) составляет 30 г/моль,
следовательно индексы формулы нужно умножить на 60/30 = 2.
Итак, истинная формула вещества - C2H4O2,
это может быть уксусная кислота CH3COOH.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Четверг, 08.11.2012, 12:47 | Сообщение # 4 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 11.4. Определение формулы по массе известного реагента.
Задание.
10,2 грамма предельной одноосновной карбоновой кислоты полностью нейтрализовано гидроксидом натрия массой 4 грамма. Установить формулу кислоты.
Решение.
Общая формула предельных одноосновных карбоновых кислот имеет вид: CnH2n+1COOH
Со щелочами (напр., с NaOH) они реагируют по общему уравнению:
CnH2n+1COOH + NaOH ---> CnH2n+1COONa + H2O
Из уравнения видно, что количества вещества реагентов относятся как 1:1
n(CnH2n+1COOH) = n(NaOH).
Тогда, в нашей задаче количество вещества кислоты равно:
n(CnH2n+1COOH) = n(NaOH) = m/Mr = 4/40 = 0,1 моль.
Определим молярную массу кислоты:
Mr = m/n = 10,2/0,1 = 102 г/моль.
Карбоксильная группа СООН имеет молярную массу 45 г/моль,
отсюда масса углеводородного радикала CnH2n+1 составит 102 - 45 = 57 г/моль.
Определим его состав.
14n + 1 = 57
14n = 56, n = 4.
Это радикал бутила С4Н9-
Искомое вещество - пентановая (валериановая) кислота C4H9COOH либо ее изомеры.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Четверг, 08.11.2012, 12:49 | Сообщение # 5 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 11.5. Определение формулы по продуктам горения.
Задание.
При сгорании некоторой массы углеводорода образовалось 7,84 л. (н.у.) углекислого газа и 7,2 грамма воды.
Определить формулу углеводорода.
Решение.
Общая формула углеводородов СxHy.
Определим молярное соотношение компонентов.
n(C ) = n(CO2) = V/Vm = 7,84/22,4 = 0,35 моль.
n(H) = 2*n(H2O) = m/Mr = 2*(7,2/18) = 0,8 моль.
x:y = 0,35:0,8 = 7:16.
Простейшая формула С7Н16.
Она соответствует общей формуле класса предельных углеводородов CnH2n+2 и,
таким образом, является истинной формулой.
Задание.
При сгорании 7,5 г органического вещества образовалось 11.2 л. оксида углерода IV и 13,5 г. воды, плотность этого вещества по метану составляет 1,875. О каком веществе идет речь?
Решение.
Молярная масса вещества составит M = d*M(CH4) = 1,875*16 = 30.В 11,2 л. СО2 содержится m = V/VM = 11,2/22,4 = 0,5 моль углерода (это 6 граммов).В 13,5 г. воды содержится 2*13,5/18 = 1,5 моль водорода (1,5 граммов).6 + 1,5 = 7,5 г, что совпадает с исходной массой, то есть вещество содержит только С и Н. Их отношение 0,5:1,5 = 1:3. Этому отношению соответствует этан С2Н6 (2:6 = 1:3), котрый имеет М = 30, что мы установили в самом начале.
11.5.1.
Задание.
Вещество содержит углерод, водород и хлор. При сгорании 1,434 г этого вещества образовалось 0,528 г оксида углерода (IV) и 0,108 воды. Плотность пара данного вещества по воздуху равна 4,12. Выведите его молекулярную формулу.
Решение.
Углерода в веществе было m(С ) = 0,528(Ar(С )/Mr(CO2)) = 0,528(12/44) = 0,144 г.
Водорода, по аналогии, 0,108(2/18) = 0,012 г.
Отсюда, хлора было 1,434 - 0,144 - 0,012 = 1,278 г.
Углерода 0,144/12 = 0,012 моль, водорода 0,012/1 = 0,012 моль, хлора 1,278/35,5 = 0,036 моль.
C:H:Cl = 1:1:3
CHCl3
По плотности определим молярную массу вещества.
4,12*29 = 119,5.
Это совпадает с малярной массой хлороформа.
Ответ: CHCl3.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Суббота, 17.11.2012, 14:33 | Сообщение # 6 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 11.6. Определение состава и формулы вещества по продуктам горения.
Задание.
Сожгли 45,4 грамма неизвестного органического вещества.
В результате выделилось: 31,36 л. (н.у.) углекислого газа, 6,72 л. азота и 9 граммов воды.
Установить состав вещества, предположить его строение.
Решение.
Вещество, судя по продуктам горения, может иметь состав CaHbNc, либо CaHbNcOd.
Определим молярное отношение и массы компонентов.
n(C ) = n(CO2) = V/Vm = 31,36/22,4 = 1,4 моль.
Масса углерода m = Ar*n = 12*1,4 = 16,8 грамма.
n(H) = 2*n(H2O) = m/Mr = 2*(9/18) = 1 моль.
Масса водорода m = Ar*n = 1*1 = 1 грамм.
n(N) = 2n(N2) = 2V/Vm = 2*6,72/22,4 = 0,6 моль.
Масса азота m = Ar*n = 14*0,6 = 8,4 грамма.
Сумма масс составит 16,8 + 1 + 8,4 = 26,2 г.
Это меньше массы исходного вещества, значит, в состав входит еще и кислород.
Его масса составит 45,4 - 26,2 = 19,2 грамма, n(O) = m/Ar = 19,2/16 = 1,2 моль.
Тогда, a:b:c:d = 1,4:1:0,6:1,2 = 7:5:3:6.
Искомая формула C7H5N3O6.
Веществом такого состава может быть, например, 2,4,6- тринитрометилбензол.
C6H2(CH3)(NO2)3.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
