CHNO 0.1023 g CO2 0.2766 g H2O 0.0991 g Dumas

CHNO 0.1023 g CO2 0.2766 g H2O 0.0991 g Dumas

어떤 유기 화합물이 C, H, N, O를 포함하고 있다.

과량의 산소와 함께 이 화합물 0.1023 g을 연소시켜

0.2766 g의 CO2, 0.0991 g의 H2O를 얻었다.

이 화합물 0.4831 g을 가지고 Dumas 법으로

질소에 대해 분석한 결과 STP에서 건조한 27.6 mL의 N2를 얻었다.

세 번째 실험에서 이 화합물의 기체 밀도는

127℃와 256 torr에서 4.02 g/L이었다.

이 화합물의 실험식과 분자식 구하시오.

An organic compound contains C, H, N, and O.

Combustion of 0.1023 g of the compound

in excess oxygen yielded 0.2766 g CO2 and 0.0991 g H2O.

A sample of 0.4831 g of the compound was analyzed

for nitrogen by the Dumas method.

At STP, 27.6 mL of dry N2 was obtained.

In a third experiment, the density of the compound as a gas

was found to be 4.02 g/L at 127°C and 256 torr.

What are the empirical and molecular formulas of the compound?

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[참고] 원소분석 [ https://ywpop.tistory.com/64 ]

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

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

0.2766 g CO2

---> C의 질량 = (0.2766) (12/44) = 0.07544 g C

0.0991 g H2O

---> H의 질량 = (0.0991) (2/18) = 0.01101 g H

[Dumas 법]

STP에서, 기체 1 mol = 22.414 L 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

(27.6/1000 L) (1 mol / 22.414 L) = 0.001231 mol N2

---> 2 × 0.001231 = 0.002462 mol N

0.002462 mol × (14 g/mol) = 0.03447 g N

시료의 질량 : 질소의 질량 = 0.4831 g : 0.03447 g = 0.1023 g : ? g

? = 0.03447 × 0.1023 / 0.4831 = 0.007299 g N

O의 질량을 계산하면,

0.1023 – (0.07544 + 0.01101 + 0.007299) = 0.008551 g O

각 성분의 몰수를 계산하면,

> C의 몰수 = 0.07544 / 12 = 0.006287 mol

> H의 몰수 = 0.01101 / 1 = 0.01101 mol

> N의 몰수 = 0.007299 / 14 = 0.0005214 mol

> O의 몰수 = 0.008551 / 16 = 0.0005344 mol

몰수의 가장 작은 정수비를 계산하면,

C : H : N : O = 0.006287 : 0.01101 : 0.0005214 : 0.0005344

= 0.006287/0.0005214 : 0.01101/0.0005214 : 0.0005214/0.0005214 : 0.0005344/0.0005214

= 12.06 : 21.12 : 1 : 1.02

≒ 12 : 21 : 1 : 1

---> 실험식 = C12 H21 N O

---> 실험식량 = 12(12) + 21(1) + (14) + (16) = 195

M = dRT / P

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2933 )

= (4.02) (0.08206) (273.15 + 127) / (256/760)

= 392 g/mol

---> 시료의 분자량

분자량 / 실험식량

= 392 / 195 ≒ 2 = n

분자식 = n(실험식) = 2(C12 H21 N O)

= C24 H42 N2 O2

답: 실험식 = C12H21NO, 분자식 = C24H42N2O2

[키워드] CHNO 연소분석 기준, CHON 연소분석 기준, CHNO 연소분석 사전, CHON 연소분석 사전