Question

4. Під час згоряння невідомого насиченого первинного аміну кількістю речовини 10 моль утворилося 20 моль вуглекислого газу. Визначте молекулярну формулу аміну. ​

Answer 1

Запишемо хімічну реакцію згоряння аміну:

CnH2n+1NH2 + (3n+1/2)O2 -> nCO2 + (n+1)H2O + CO2

Згідно з умовою задачі, у реакції було використано 10 моль аміну, тому кількість утвореного вуглекислого газу дорівнює 20 моль. Звідси можна записати співвідношення між кількостями речовин:

10 моль аміну : 20 моль CO2

З цього співвідношення можна знайти число моль вуглекислого газу, яке утворюється з однієї молі аміну:

1 моль аміну : 2 моль CO2

Тепер можна визначити склад молекули аміну. Оскільки кількість атомів вуглецю у вуглекислому газі дорівнює кількості атомів вуглецю у молекулі аміну, то:

1 моль аміну містить n моль вуглецю

20 моль CO2 містять n моль вуглецю

n = 20/2 = 10

Таким чином, молекула аміну складається з 10 атомів вуглецю і 2n+1=21 атома водню. За кількістю атомів водню це може бути дециламін, який має молекулярну формулу C10H23NH2.

Answer 2

Для вирішення цього завдання спочатку треба записати реакцію горіння аміну та визначити співвідношення між речовинами.

Реакція горіння аміну може бути представлена наступним чином: CₓHᵧNᵨ + (3/2)O₂ -> xCO₂ + (y/2)H₂O + N₂

Дано, що при згорянні 10 моль аміну утворилося 20 моль CO₂. Це означає, що в реакції між кількістю аміну (10 моль) та кількістю CO₂ (20 моль) є співвідношення 1:2.

За реакцією видно, що коефіцієнт x в молекулярній формулі аміну відповідає кількості атомів вуглецю в утвореному CO₂. Таким чином, x = 1.

Тепер ми знаємо, що молекулярна формула аміну має вигляд C₁HᵧNᵨ. Треба визначити значення y та ρ.

Згідно з реакцією, співвідношення між кількістю атомів водню і вуглецю утвореного H₂O та CO₂ є 2:1. Оскільки ми знаємо, що кількість моль CO₂ дорівнює 20, можемо записати наступне співвідношення: (2y/2) = 20 y = 20

Також за реакцією можна бачити, що азот в утвореному N₂ має стехіометрію 1:1 з азотом в початковому аміні. Тому ρ = 1.

Отже, молекулярна формула аміну буде C₁H₂₀N.