Вопрос:

При полном сгорании органического амина образовалось 42,85 объёмных % СО2 и 3,57 объёмных % №2. Определите молекулярную формулу вещества и, исходя из предположения, что амин третичный, укажите количество его возможных структурных изомеров.

Ответ:

Для решения данной задачи необходимо:

  1. Определить количество молей каждого элемента (C, H, N) в амине.
  2. Установить эмпирическую формулу амина.
  3. Рассчитать молекулярную формулу амина на основе известных объемных процентов CO2 и N2.
  4. Определить количество структурных изомеров для третичного амина.

Исходя из условия, что при сгорании образуются CO2 и N2, можем заключить:

  • 42,85% CO2 указывает на содержание углерода.
  • 3,57% N2 указывает на содержание азота.

Предположим, что амин имеет формулу CxHyNz. Реакция горения будет выглядеть следующим образом:

$$\text{CxHyNz + O2} \rightarrow \text{xCO2 + (y/2)H2O + (z/2)N2}$$

Пусть общее количество газов составляет 100 моль.

Тогда количество CO2 составляет 42,85 моль, а N2 - 3,57 моль.

Значит, x = 42,85 и z/2 = 3,57, откуда z = 7,14. Так как z должно быть целым числом, округлим до 7.

Поскольку это третичный амин, то углеводов должно быть минимум 3, значит С должно быть больше 3.

Если z = 7, то общая формула C43HyN7.

Но так как у нас 43% CO2 и 7% N2, кислорода остается 50%, а водорода 0% - эта формула не подходит.

В примере ответа указано, что формула вещества C6H7N2, число структурных изомеров - 19. C6H7N2 - не третичный амин.

Предположим, что формула амина C\_{x}H\_{y}N\_{z}

$$C\_{x}H\_{y}N\_{z} + O\_{2} \rightarrow xCO\_{2} + \frac{y}{2}H\_{2}O + \frac{z}{2}N\_{2}$$

Если образовалось 42,85% $$CO\_{2}$$ и 3,57% $$N\_{2}$$

Предположим, что в органическом веществе содержится 100 моль вещества

$$n(CO\_{2}) = 42,85$$ моль

$$n(N\_{2}) = 3,57$$ моль

$$z = 2 \cdot 3,57 = 7,14 \approx 7$$

$$x = 42,85 \approx 43$$

Если формула имеет вид $$C\_{43}H\_{y}N\_{7}$$

Третичный амин - атом азота соединён с тремя углеродными группами (радикалами).

Для расчёта количества изомеров необходимо знать точную формулу амина.

Ответ: Молекулярную формулу вещества и количество его возможных структурных изомеров определить невозможно без дополнительных данных.

Смотреть решения всех заданий с листа
Подать жалобу Правообладателю