4. Выведите формулу органического соединения, со-держащего 38,7% углерода, 16,2% водорода и азот. Отно сительная плотность вещества по водороду равна 15,5

Задача: найти формулу органического соединения по данным: C 38,7%, H 16,2%, N (остаток); относительная плотность по водороду RD = 15,5.

Решение по шагам.

1. Определение содержания азота

• C = 38,7%
• H = 16,2%
• N = 100% − 38,7% − 16,2% = 45,1%

2. Приведем к количества молей элементов (на 100 г вещества)

• Моли C: 38,7 г / 12,01 г/моль ≈ 3,223
• Моли H: 16,2 г / 1,008 г/моль ≈ 16,071
• Моли N: 45,1 г / 14,01 г/моль ≈ 3,219

3. Приведем к простейшему целочисленному отношению

• Делим все значения на наименьшее число молей ≈ 3,219
• C: 3,223 / 3,219 ≈ 1,001 ≈ 1
• H: 16,071 / 3,219 ≈ 4,998 ≈ 5
• N: 3,219 / 3,219 ≈ 1 Итак, эмпирическая формула примерно CH5N.

4. Определение молекулярной формулы по относительной плотности

• Относительная плотность по водороду RD = 15,5. Подразумевается относительная плотность к водороду в виде отношения масс. Часто берут как RD = M вещества / M(H2), тогда M(H2) = 2,016 г/моль.
• Молекулярная масса вещества: M = RD × M(H2) = 15,5 × 2,016 ≈ 31,248 г/моль.
• Масса эмпирической формулы CH5N: M(CH5N) = 12,01 + 5×1,008 + 14,01 ≈ 31,07 г/моль.

5. Сравнение и вывод

• Получается, M вещества ≈ 31,25, а M эмпирической формулы ≈ 31,07 → отношение ≈ 1,005 ≈ 1.
• Следовательно, целая кратность n = 1, т.е. молекула имеет ту же формулу, что и эмпирическая: CH5N.

Ответ: CH5N

Комментарий

• Расчеты основаны на стандартном подходе: по массовым долям определить.emp формулу CH5N, затем используя относительную плотность по водороду определить молекулярную формулу. В этом случае оба результата совпадают, так что молекулярная формула и эмпирическая совпадают: CH5N.