Химия 10. Решить задачу При сгорании 5,52 г вещества А выделилось 2,688 л (н. у.) углекислого газа и 2,16 г воды. Известно, что вещество А изменяет цвет лакмуса, реагирует с цинком, выделяя водород, и вступает в реакцию серебряного зеркала.
На основании данных условия задачи проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу исходного органического вещества.
Чтобы найти молекулярную формулу вещества A, начнем с подсчета количества вещества мольмольмоль углекислого газа CO2CO₂CO2 и воды H2OH₂OH2O, выделившихся при сгорании.
Определение количества вещества углекислого газа CO2CO₂CO2:
Объем выделившегося CO₂ = 2,688 л н.у.н.у.н.у.
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. n(CO2)=VVm=2,688 л22,4 л/моль≈0,120 моль
n(\text{CO}_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{2,688 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,120 \, \text{моль} n(CO2)=VmV=22,4л/моль2,688л≈0,120моль
Определение количества вещества воды H2OH₂OH2O:
Масса выделившейся воды = 2,16 г. Молярная масса воды H2OH₂OH2O = 2 HHH + 16 OOO = 18 г/моль. n(H2O)=mM=2,16 г18 г/моль≈0,120 моль
n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m}{M} = \frac{2,16 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 0,120 \, \text{моль} n(H2O)=Mm=18г/моль2,16г≈0,120моль
Определение моль углерода и водорода:
Из углекислого газа CO2CO₂CO2 можем найти количество углерода CCC: n(C)=n(CO2)=0,120 моль
n(\text{C}) = n(\text{CO}_2) = 0,120 \, \text{моль} n(C)=n(CO2)=0,120моль
Из воды H2OH₂OH2O можем найти количество водорода HHH: n(H)=2⋅n(H2O)=2⋅0,120 моль=0,240 моль
n(\text{H}) = 2 \cdot n(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 0,120 \, \text{моль} = 0,240 \, \text{моль} n(H)=2⋅n(H2O)=2⋅0,120моль=0,240моль
Определение массы углерода и водорода:
Молярная масса углерода CCC = 12 г/моль: m(C)=n(C)⋅M(C)=0,120 моль⋅12 г/моль=1,44 г
m(\text{C}) = n(\text{C}) \cdot M(\text{C}) = 0,120 \, \text{моль} \cdot 12 \, \text{г/моль} = 1,44 \, \text{г} m(C)=n(C)⋅M(C)=0,120моль⋅12г/моль=1,44г
Молярная масса водорода HHH = 1 г/моль: m(H)=n(H)⋅M(H)=0,240 моль⋅1 г/моль=0,240 г
m(\text{H}) = n(\text{H}) \cdot M(\text{H}) = 0,240 \, \text{моль} \cdot 1 \, \text{г/моль} = 0,240 \, \text{г} m(H)=n(H)⋅M(H)=0,240моль⋅1г/моль=0,240г
Определение массы оставшихся элементов:
Сначала найдем общую массу углерода и водорода: m(C)+m(H)=1,44 г+0,240 г=1,68 г
m(\text{C}) + m(\text{H}) = 1,44 \, \text{г} + 0,240 \, \text{г} = 1,68 \, \text{г} m(C)+m(H)=1,44г+0,240г=1,68г
Теперь найдем массу других элементов, которая равна: mA−(m(C)+m(H))=5,52 г−1,68 г=3,84 г
m_A - (m(\text{C}) + m(\text{H})) = 5,52 \, \text{г} - 1,68 \, \text{г} = 3,84 \, \text{г} mA−(m(C)+m(H))=5,52г−1,68г=3,84г
Предположительно, это масса кислорода OOO, так как в реакции идет образование углекислого газа и воды: n(O)=m(O)M(O)=3,84 г16 г/моль=0,240 моль
n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{3,84 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,240 \, \text{моль} n(O)=M(O)m(O)=16г/моль3,84г=0,240моль
Составляем соотношение элементов:
На основании найденного количества каждого элемента: C:H:O=0,120:0,240:0,240
C : H : O = 0,120 : 0,240 : 0,240 C:H:O=0,120:0,240:0,240
Приведем это в простейшие целые числа: C:H:O=1:2:2
C : H : O = 1 : 2 : 2 C:H:O=1:2:2
Молекулярная формула:
Таким образом, молекулярная формула вещества А - C₁H₂O₂, что соответствует формуле уксусной кислоты илиэтаноловойкислотыили этаноловой кислотыилиэтаноловойкислоты.
Обратите внимание, что вещество А может быть белковым или углеводным, поскольку оно реагирует с цинком, выделяя водород, и реагирует с раствором серебряной аммиачной соли, что также свидетельствует о присутствии -OH группы или карбоксильной группы в его составе.
Чтобы найти молекулярную формулу вещества A, начнем с подсчета количества вещества мольмольмоль углекислого газа CO2CO₂CO2 и воды H2OH₂OH2 O, выделившихся при сгорании.
Определение количества вещества углекислого газа CO2CO₂CO2 : Объем выделившегося CO₂ = 2,688 л н.у.н.у.н.у. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л.
n(CO2)=VVm=2,688 л22,4 л/моль≈0,120 моль n(\text{CO}_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{2,688 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,120 \, \text{моль}
n(CO2 )=Vm V =22,4л/моль2,688л ≈0,120моль
Определение количества вещества воды H2OH₂OH2 O: Масса выделившейся воды = 2,16 г.
Молярная масса воды H2OH₂OH2 O = 2 HHH + 16 OOO = 18 г/моль.
n(H2O)=mM=2,16 г18 г/моль≈0,120 моль n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m}{M} = \frac{2,16 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 0,120 \, \text{моль}
n(H2 O)=Mm =18г/моль2,16г ≈0,120моль
Определение моль углерода и водорода: Из углекислого газа CO2CO₂CO2 можем найти количество углерода CCC:
n(C)=n(CO2)=0,120 моль n(\text{C}) = n(\text{CO}_2) = 0,120 \, \text{моль}
n(C)=n(CO2 )=0,120моль Из воды H2OH₂OH2 O можем найти количество водорода HHH:
n(H)=2⋅n(H2O)=2⋅0,120 моль=0,240 моль n(\text{H}) = 2 \cdot n(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 0,120 \, \text{моль} = 0,240 \, \text{моль}
n(H)=2⋅n(H2 O)=2⋅0,120моль=0,240моль
Определение массы углерода и водорода: Молярная масса углерода CCC = 12 г/моль:
m(C)=n(C)⋅M(C)=0,120 моль⋅12 г/моль=1,44 г m(\text{C}) = n(\text{C}) \cdot M(\text{C}) = 0,120 \, \text{моль} \cdot 12 \, \text{г/моль} = 1,44 \, \text{г}
m(C)=n(C)⋅M(C)=0,120моль⋅12г/моль=1,44г Молярная масса водорода HHH = 1 г/моль:
m(H)=n(H)⋅M(H)=0,240 моль⋅1 г/моль=0,240 г m(\text{H}) = n(\text{H}) \cdot M(\text{H}) = 0,240 \, \text{моль} \cdot 1 \, \text{г/моль} = 0,240 \, \text{г}
m(H)=n(H)⋅M(H)=0,240моль⋅1г/моль=0,240г
Определение массы оставшихся элементов: Сначала найдем общую массу углерода и водорода:
m(C)+m(H)=1,44 г+0,240 г=1,68 г m(\text{C}) + m(\text{H}) = 1,44 \, \text{г} + 0,240 \, \text{г} = 1,68 \, \text{г}
m(C)+m(H)=1,44г+0,240г=1,68г Теперь найдем массу других элементов, которая равна:
mA−(m(C)+m(H))=5,52 г−1,68 г=3,84 г m_A - (m(\text{C}) + m(\text{H})) = 5,52 \, \text{г} - 1,68 \, \text{г} = 3,84 \, \text{г}
mA −(m(C)+m(H))=5,52г−1,68г=3,84г Предположительно, это масса кислорода OOO, так как в реакции идет образование углекислого газа и воды:
n(O)=m(O)M(O)=3,84 г16 г/моль=0,240 моль n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{3,84 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,240 \, \text{моль}
n(O)=M(O)m(O) =16г/моль3,84г =0,240моль
Составляем соотношение элементов: На основании найденного количества каждого элемента:
C:H:O=0,120:0,240:0,240 C : H : O = 0,120 : 0,240 : 0,240
C:H:O=0,120:0,240:0,240 Приведем это в простейшие целые числа:
C:H:O=1:2:2 C : H : O = 1 : 2 : 2
C:H:O=1:2:2
Молекулярная формула: Таким образом, молекулярная формула вещества А - C₁H₂O₂, что соответствует формуле уксусной кислоты илиэтаноловойкислотыили этаноловой кислотыилиэтаноловойкислоты.
Обратите внимание, что вещество А может быть белковым или углеводным, поскольку оно реагирует с цинком, выделяя водород, и реагирует с раствором серебряной аммиачной соли, что также свидетельствует о присутствии -OH группы или карбоксильной группы в его составе.