Задача по химии на нахождение МФ
После сожжения 27,9 г соли органической кислоты, и приведения продуктов сгорания к нормальным условиям образовалось 23,5 г соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 31,06% и 20,16 л смеси оксида углерода (IV) и азота с плотностью по водороду 21,12. Предложите возможную структурную формулу соли, если известно, что кислота может иметь два структурных изомера.
РЕШЕНИЕ:
Горит соль: СxHyClzNmOn + O2 ® HCl + H2O + N2 + CO2
1) Найдём массу и количество HCl. 23,5 · 0,3106 ≈ 7,3 г. 7,3/36,5 ≈ 0,2 моль. Следовательно, количество атомарного хлора 0,2 моль. Количество атомарного Н по НCl тоже 0,2 моль.
Необходимо найти воду, чтобы ещё установить количество водорода. Будем находить по соляной кислоте – это раствор хлороводорода в воде. Раствора кислоты получилось 23,5 г. HCl, как установлено, 7,3 г. Воды будет 16,2 г (23,5 – 7,3 = 16,2). Количество воды Н2О равно 0,9 моль (16,2/18 = 0,9). Водорода элементарного в воде 1,8 моль.
Суммарно водорода будет 2 моль (1,8 + 0,2 = 2).
2) Нам необходимо установить количества азота и углерода.
Будем решать задачу на смеси.
Дано: 20,16 л смеси СО2 и N2; ДН2 = 21,12
Найдём молярную массу и количество смеси. М(смеси) = 21,12 · 2 = 42,24 г/моль
ν(смеси) = 20,16/22,4 = 0,9 моль
Найдём массу смеси, решив пропорцию:
1 моль смеси -------------- 42,24 г
0,9 моль смеси ------------ Х г
Х = 38
m(смеси) = 38 г
Вводим допущения.
Пусть масса СО2 в смеси будет Х г, тогда масса N2 будет (38 - Х) г.
Выразим количества СО2 и N2:
ν(СО2) = Х/44
ν(N2) = (38 – Х)/28
Тогда Х/44 + (38 – Х)/28 = 0,9
Решаем и находим Х.
Х = 35,15.
m(CO2) = 35,15 г; m(N2) = (38 – 35,15) = 2,85 г
Устанавливаем количества азота и углерода.
ν(СО2) = 35,15/ 44 ≈ 0,8 моль. Отсюда ν(С) = 0,8 моль
ν(N2) = 2,85/ 28 ≈ 0,1 моль. ν(N) = 0,2 моль (атомов в 2 раза больше, чем молекул!).
3) Теперь соотношение С : Н : N : О : Cl = 0,8 : 2 : 0,2 : Y : 0,2
Сколько кислорода установим позже. Упростим соотношение. Для этого каждый член разделим на самое маленькое число (0,2):
0,8 : 0,38 : 0,2 : 0,2 = 4 : 10 : 1 : 1
4) Формула без кислорода С4Н10NCl. Это простейшая формула.
5) Наличие кислорода обязательно, так как в условии задачи речь идёт о соли органической кислоты. А в карбоксильной группе два кислорода. Следовательно, истинная молекулярная формула соли C4H10NClO2. 6) Ну, а поскольку в условии говорится о двух изомерах кислоты, то и возможны две формулы солей, например:
1) CH3-CH(CH2Cl)-COO(NH4) 2) CH3-CCl(CH3)-COO(NH4)
Я поняла, что Вы задачу решили, но не захотели выложить решение.