Определите молекулярную формулу амина массовая доля углерода 38,7%, азота 45,15%, водорода 16, 15%....

C3H8N2

Для определения молекулярной формулы амина с заданными массовыми долями элементов, сначала необходимо вычислить его эмпирическую формулу. Затем, используя данные о парной плотности, определим молекулярную формулу.

1. Эмпирическая формула:

   У нас даны массовые доли углерода (C), азота (N) и водорода (H):

   • Углерод: 38,7%
   • Азот: 45,15%
   • Водород: 16,15%

   Предположим, что у нас есть 100 граммов вещества. Тогда масса каждого элемента будет равна его массовой доле:

   • Масса C = 38,7 г
   • Масса N = 45,15 г
   • Масса H = 16,15 г

   Теперь находим количество молей каждого элемента:

   • Для углерода: ( \text{n(C)} = \frac{38,7 \text{ г}}{12,01 \text{ г/моль}} \approx 3,22 \text{ моль} )
   • Для азота: ( \text{n(N)} = \frac{45,15 \text{ г}}{14,01 \text{ г/моль}} \approx 3,22 \text{ моль} )
   • Для водорода: ( \text{n(H)} = \frac{16,15 \text{ г}}{1,008 \text{ г/моль}} \approx 16,03 \text{ моль} )

   Теперь делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей, чтобы найти соотношение:

   • Соотношение C : N : H = ( \frac{3,22}{3,22} : \frac{3,22}{3,22} : \frac{16,03}{3,22} \approx 1 : 1 : 5 )

   Таким образом, эмпирическая формула амина - ( \text{CH}_5\text{N} ).

2. Молекулярная формула:

   Дана парная плотность D(H₂) = 15,5. Это значит, что молекулярная масса амина в два раза больше парной плотности, т.е.:

   • Молекулярная масса = 15,5 × 2 = 31 г/моль

   Рассчитываем молекулярную массу эмпирической формулы ( \text{CH}_5\text{N} ):

   • C: 12,01 г/моль
   • H: 5 × 1,008 г/моль = 5,04 г/моль
   • N: 14,01 г/моль

   Итого: 12,01 + 5,04 + 14,01 = 31,06 г/моль

   Поскольку молекулярная масса эмпирической формулы (31,06 г/моль) совпадает с рассчитанной молекулярной массой (31 г/моль), молекулярная формула совпадает с эмпирической: ( \text{CH}_5\text{N} ).

Таким образом, молекулярная формула амина - ( \text{CH}_5\text{N} ), что соответствует метиламину.

Для определения молекулярной формулы амина по данным о массовой доле элементов необходимо сначала определить количество каждого элемента в молекуле.

1. Найдем количество углерода:

   • Пусть масса общей молекулы амина равна 100 г. Тогда масса углерода в молекуле будет равна 38,7 г.
   • Молярная масса углерода равна 12 г/моль. Следовательно, количество молей углерода в молекуле равно 38,7 г / 12 г/моль = 3,225 моль.

2. Найдем количество азота:

   • Масса азота в молекуле амина равна 45,15 г.
   • Молярная масса азота равна 14 г/моль. Следовательно, количество молей азота в молекуле равно 45,15 г / 14 г/моль = 3,225 моль.

3. Найдем количество водорода:

   • Масса водорода в молекуле амина равна 16,15 г.
   • Молярная масса водорода равна 1 г/моль. Следовательно, количество молей водорода в молекуле равно 16,15 г / 1 г/моль = 16,15 моль.

4. Найдем отношение молей углерода, азота и водорода: Для этого необходимо разделить количество молей каждого элемента на наименьшее из них (в данном случае 3,225 моль):

   • Углерод: 3,225 моль / 3,225 моль = 1
   • Азот: 3,225 моль / 3,225 моль = 1
   • Водород: 16,15 моль / 3,225 моль = 5

Таким образом, молекулярная формула амина будет СН5N.