Чтобы найти молекулярную формулу газообразного органического соединения, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.
Шаг 1: Определение количества углерода, водорода и азота
- Углекислый газ (CO2): Известно, что 1 моль CO2 занимает 22,4 л при нормальных условиях. Поэтому, для 0,448 л CO2, количество молей можно рассчитать так:
- Количество молей CO2 = 0,448 л / 22,4 л/моль = 0,02 моль
- Вода (H2O): Теперь найдем количество молей воды. Молярная масса H2O составляет 18 г/моль, поэтому:
- Количество молей H2O = 0,63 г / 18 г/моль = 0,035 моль
- Азот (N2): Аналогично, для 0,112 л N2:
- Количество молей N2 = 0,112 л / 22,4 л/моль = 0,005 моль
Шаг 2: Определение количества атомов углерода, водорода и азота
- Из 0,02 моль CO2 мы можем сказать, что количество углерода (C) равно 0,02 моль.
- Из 0,035 моль H2O мы можем сказать, что количество водорода (H) равно 0,035 моль * 2 = 0,07 моль.
- Из 0,005 моль N2 мы можем сказать, что количество азота (N) равно 0,005 моль * 2 = 0,005 моль.
Шаг 3: Определение массы элементов
- Масса углерода: 0,02 моль * 12 г/моль = 0,24 г
- Масса водорода: 0,07 моль * 1 г/моль = 0,07 г
- Масса азота: 0,005 моль * 14 г/моль = 0,07 г
Шаг 4: Определение общей массы и массы кислорода
- Общая масса углерода, водорода и азота = 0,24 г + 0,07 г + 0,07 г = 0,38 г
- Масса кислорода (O) = Масса соединения - Общая масса = 0,45 г - 0,38 г = 0,07 г
Шаг 5: Определение количества атомов кислорода
- Количество молей кислорода = 0,07 г / 16 г/моль = 0,004375 моль.
Шаг 6: Определение соотношения элементов
- Теперь у нас есть: C = 0,02 моль, H = 0,07 моль, N = 0,005 моль, O = 0,004375 моль.
- Чтобы упростить соотношение, делим все количества на наименьшее значение, которое равно 0,004375:
- C: 0,02 / 0,004375 = 4,57 ≈ 5
- H: 0,07 / 0,004375 = 16
- N: 0,005 / 0,004375 = 1,14 ≈ 1
- O: 0,004375 / 0,004375 = 1
Шаг 7: Запись молекулярной формулы
Теперь, когда мы имеем соотношение, можем записать молекулярную формулу:
Формула соединения: C5H16N1O1 или C5H16NO.
Таким образом, молекулярная формула газообразного органического соединения — C5H16NO.