Задача 1

При сжигании 12 г органического соединения образовалось 14,4 г воды и углекислый газ, при пропускании которого через раствор гидроксида кальция образовалось 60 г осадка. Определите молекулярную формулу исходного соединения, если относительная плотность его паров по воздуху равна 2,069.

Решение:

1) Определим массу водорода в исходном органическом веществе.

Из М(Н₂О) имеем: в 18 г Н₂О – 2 г водорода

 в 14,4 г Н₂О – х г водорода

х = (14,4 · 2) / 18 = 1,6 (г) – водорода в исходном веществе.

2) Запишем уравнение реакции углекислого газа с гидроксидом кальция и определим массу углерода в исходном органическом веществе.

Сa(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂О

Из М(CaCO₃) имеем: в 100 г CaCO₃ – 12 г углерода

 60 г CaCO₃ – х г углерода 

х = (60 · 12) / 100 = 7,2 (г) – углерода в исходном веществе.

3) Сделаем вывод о составе исходного органического вещества и определим его молекулярную формулу.

 Так как масса органического соединения (12 г) больше, чем сумма масс углерода и водорода (7,2 + 1,6 = 8,8 г), то это соединение, судя по продуктам горения содержит 12 – 8,8 = 3,2 г кислорода и его формула может быть записана как С_xН_yО_z, где х, у, z – количество атомов углерода, водорода, кислорода соответственно.

 х : у : z =  = 0,6 : 1,6 : 0,2 = 3 : 8 : 1; 

Простейшая формула С₃Н₈О. М(С₃Н₈О) = 3·12 + 8 + 16 = 60 г/моль.

4) Молярная масса вещества М(С_xН_yО_z) = 29 · D_В = 29 · 2,069 = 60 г/моль.

Совпадение молярных масс указывает, что истинная формула – С₃Н₈О.

Ответ: Молекулярная формула исходного соединения С₃Н₈О.

Задача 2

При сжигании вещества массой 10,7 г получили 30,8 г углекислого газа, 8,1 г воды и 1,4 г азота. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,69. Определите молекулярную формулу вещества.

Решение:

1) Рассчитаем кол-ва веществ и массы углерода, водорода и азота в исходном веществе:

n(C) = n(CO₂) = m(CO₂) : M(CO₂) = 30,8 : 44 = 0,7 (моль);

m(C) = M(C) · n(C) = 12 · 0,7 = 8,4 (г) – углерода в исходном веществе;

n(Н) = 2n(Н₂О) = 2 · 8,1 : 18 = 0,9 (моль);

m(Н) = 0,9 (г) – водорода в исходном веществе;

n(N) = 2n(N₂) = 2 · 1,4 : 28 = 0,1 (моль);

m(N) = 14 · 0,1 = 1,4 (г) – азота в исходном веществе;

2) Так как масса исходного соединения (10,7 г) равна сумме масс углерода, водорода и азота (8,4 + 0,9 + 1,4 = 10,7 г), то это соединение, судя по продуктам горения, не содержит кислород и его формула может быть записана как С_xН_yN_z, где х, у, z – количество атомов углерода, водорода, азота соответственно.

 х : у : z = 0,7 : 0,9 : 0,1 = 7 : 9 : 1;

Простейшая формула С₇Н₉N. М(С₇Н₉N) = 7·12 + 9 + 14 = 107 г/моль.

3) Молярная масса вещества М(С_xН_yN_z) = 29 · D_В = 29 · 3,69 = 107 г/моль.

Совпадение молярных масс указывает, что истинная формула – С₇Н₉N.

Ответ: Молекулярная формула исходного вещества С₇Н₉N.