연소분석. C, H, N 시료 35.0 mg CO2 33.5 mg H2O 41.1 mg

연소분석. C, H, N 시료 35.0 mg CO2 33.5 mg H2O 41.1 mg

CO2 33.5 mg H2O 41.1 mg N2 35.6 mL Ar 26.4 mL/min

C, H, N만을 포함하는 어떤 유기화합물 시료 35.0 mg을

완전히 연소시켰더니 CO2 33.5 mg, H2O 41.1 mg이 생성되었다.

시료의 분출 속도는 24.6 mL/min이었고,

Ar 기체의 분출 속도는 26.4 mL/min이었다.

이 화합물의 실험식과 분자식을 구하라.

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[참고] CHO 연소분석 [ https://ywpop.tistory.com/2854 ]

[참고] CHN 연소분석 [ https://ywpop.tistory.com/3116 ]

1) 각 원자의 질량 계산

> C의 질량 = CO2의 질량 × (12 / 44) = x g

> H의 질량 = H2O의 질량 × (2 / 18) = y g

> 나머지 질량 = 시료의 질량 – (x + y) = z g

> C의 질량 = 33.5 × (12 / 44) = 9.1364 g

> H의 질량 = 41.1 × (2 / 18) = 4.5667 g

> N의 질량 = 35.0 – (9.1364 + 4.5667) = 21.2969 g

2) 각 원자의 몰수 계산

> C의 몰수 = x / 12

> H의 몰수 = y / 1

> N의 몰수 = z / 14

> C의 몰수 = 9.1364 / 12 = 0.7614 mol

> H의 몰수 = 4.5667 / 1 = 4.5667 mol

> N의 몰수 = 21.2969 / 14 = 1.5212 mol

3) 각 원자의 몰수의 가장 작은 정수비 계산 → 실험식 결정

C : H : N = 0.7614/0.7614 : 4.5667/0.7614 : 1.5212/0.7614

= 1 : 6 : 2

---> 실험식 = C H6 N2

---> 실험식량 = (12) + 6(1) + 2(14) = 46

4) 그레이엄의 확산 법칙

v_Ar / v_시료 = root(M_시료 / M_Ar)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3478 )

26.4 / 24.6 = (x / 39.95)^(1/2)

x = (26.4 / 24.6)^2 × 39.95 = 46.01 g/mol

---> 분자량

5) 실험식량 ≒ 분자량 이므로,

실험식 = 분자식 = CH6N2

답: 실험식 = 분자식 = CH6N2

[키워드] chn combustion 기준, CHN 연소분석 기준, 시료 65.2 mg을 분석하여 740. torr, 25℃에서 N2 기체 35.6 mL를 얻었다.