Question

Кофеин — стимулирующее вещество, содержащееся в кофе, чае, орехах, напитке «Кола». Состоит из 49,5% углерода, 5,15% водорода, 16,5% кислорода и 28,9% азота. Молярная масса кофеина 195 г/моль. Определите молекулярную формулу кофеина.

Answer 1

N(C) = (49.5*195)/1200 = 8

n(H) = (5.15*195)/100 = 10

n(O) = (16.5*195)/1600 = 2

n(N) = (28.9*195)/1400 = 4

C8H10N4O2

Answer 2

Для определения молекулярной формулы кофеина необходимо знать атомные массы элементов, составляющих его молекулу. С учетом предоставленных процентных соотношений, мы можем рассчитать количество атомов каждого элемента в молекуле кофеина и затем составить молекулярную формулу.

1. Рассчитаем количество граммов каждого элемента в 100 г кофеина, используя процентное содержание:

• Углерод (C): 49.5 г
• Водород (H): 5.15 г
• Кислород (O): 16.5 г
• Азот (N): 28.9 г

2. Переведем массу каждого элемента в моль, используя молярную массу каждого элемента:

• Молярная масса углерода (C): 12.01 г/моль
• Молярная масса водорода (H): 1.01 г/моль
• Молярная масса кислорода (O): 16.00 г/моль
• Молярная масса азота (N): 14.01 г/моль

Количество молей каждого элемента:

• Углерод (C): 49.5 г / 12.01 г/моль = 4.12 моль
• Водород (H): 5.15 г / 1.01 г/моль = 5.10 моль
• Кислород (O): 16.5 г / 16.00 г/моль = 1.03 моль
• Азот (N): 28.9 г / 14.01 г/моль = 2.06 моль

3. Для получения молекулярной формулы необходимо найти наименьшее целое отношение между количеством молей каждого элемента. Для этого поделим количество молей каждого элемента на наименьшее значение, полученное для количества молей азота (2.06 моль).

• Углерод (C): 4.12 моль / 2.06 моль = 2
• Водород (H): 5.10 моль / 2.06 моль ≈ 2.48 (округляем до 2)
• Кислород (O): 1.03 моль / 2.06 моль = 0.5
• Азот (N): 2.06 моль / 2.06 моль = 1

Таким образом, молекулярная формула кофеина будет: C8H10N4O2.