Задача 9. При сожжении 1.26 г некоторого соединения Х в избытке кислорода было получено...

Question

Задача 9. При сожжении 1.26 г некоторого соединения Х в избытке кислорода было получено 0.88 г диоксида углерода, 0.90 г воды и 224 мл азота, измеренного при температуре 27 оС и давлении 1.1 атм. При взаимодействии 0.63 г того же вещества Х с точно рассчитанным количеством щелочного раствора перманганата калия выделилось 224 мл газа плотностью 0.76 г/л, а после подкисления раствора после окончания окисления разбавленной серной кислотой выделилось 224 мл газа с плотностью 1.96 г/л. Объемы газов и их плотности даны в пересчете на нормальные условия. Установите возможную молекулярную и структурную формулы вещества Х. Предложите способ получения этого вещества в лабораторных условиях.

Answer 1

В-во Х состоит (по данным о продуктах сгор-я) из C, H, N и возм-о O;

1) по з. Менделеева-Клапейрона, n N2 = P*V/(R*T) = 101.3*1.1*0.224/(8.314*(273+27)) = 0.01 моль;

2) n C = n CO2 = 0.88/44 = 0.02 моль (масса C = 12*0.02 = 0.24 г), n H = 2*n H2O = 2*(0.9/18) = 0.1 моль (масса H = 0.1 г), масса N = 28*0.01 = 0.28 г, сумм-я масса C+H+N = 0.24+0.1+0.28 = 0.62 г - в-во X сод-т еще и кислород в кол-ве = (1.26-0.62)/16 = 0.04 моль;

3) прост-я ф-ла CxHyOzNw - C(0.02/0.02)H(0.1/0.02)O(0.04/0.02)N(0.02/0.02) - CH5O2N;

4) "При взаимодействии 0.63 г того же вещества Х с точно рассчитанным количеством щелочного раствора перманганата калия выделилось 224 мл газа плотностью 0.76 г/л" - газ с плотностью 0.76 г/л это NH3 (М = 17 г/моль = 0.76*22.4) - вероятно Х - аммониевая соль муравьиной к-ты H-C(O)ONH4;

5) "после подкисления раствора после окончания окисления разбавленной серной кислотой выделилось 224 мл газа с плотностью 1.96 г/л" - такая плотность соот-т CO2 (М = 44 г/моль = 1.96*22.4);

6а) HCOONH4 (М = 63 г/моль) + 2KMnO4 + 3KOH = NH3 + 2K2MnO4 + KHCO3 + 2H2O - из 0.63/63 = 0.01 моль HCOONH4 пол-ся 0.01 моль NH3 V = 22.4*0.01 = 0.224 л или 224 мл - соот-т условию;

либо 6б) 2KHCO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2CO2 + 2H2O - n CO2 = n KHCO3 = n HCOONH4 (см. 6а)) = 0.01 моль или 22.4*0.01 = 0.224 л или 224 мл - соот-т условию;

либо 6в) 10HCOONH4 (М = 63 г/моль) + 4KMnO4 + 11H2SO4 = 5(NH4)2SO4 + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 10CO2 + 16H2O - в этом случае также из 0.63/63 = 0.01 моль HCOONH4 пол-ся 0.01 моль CO2 V = 22.4*0.01 = 0.224 л или 224 мл - соот-т условию;

7) получение: HCOOH + NH3 = HCOONH4.