Определите формулу красителя-анилина. по данным анилина массовая доля углерода в нем 77,4%, водорода — 7,5 %, азота — 15,1 %. относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,21.
Для того чтобы определить формулу красителя-анилина, мы должны знать молекулярную формулу анилина и массовые доли каждого элемента в ней. В данном случае у нас есть массовые доли углерода, водорода и азота, а также относительная плотность паров анилина.
Шаг 1: Определение массовых долей элементов
Массовая доля каждого элемента в анилине выражена в процентах. Чтобы их перевести в доли, нужно разделить каждое значение на 100.
Массовая доля углерода (C): 77,4% = 0,774
Массовая доля водорода (H): 7,5% = 0,075
Массовая доля азота (N): 15,1% = 0,151
Шаг 2: Определение отношений атомов в формуле
Для определения формулы нам необходимо узнать отношения атомов каждого элемента в молекуле красителя-анилина. Для этого мы будем использовать массовые доли элементов и их атомные массы.
Массовая доля углерода (C): 0,774
Масса атома углерода (C): 12,01 г/моль
Массовая доля водорода (H): 0,075
Масса атома водорода (H): 1,008 г/моль
Массовая доля азота (N): 0,151
Масса атома азота (N): 14,01 г/моль
Теперь мы можем сделать предположение относительно формулы красителя-анилина, основываясь на отношениях атомов.
Предположим, что формула анилина (СnHmNl), где n, m и l - это отношения атомов углерода, водорода и азота соответственно.
Отношение атомов углерода к другим элементам:
n : m : l
Выразим отношения атомов углерода и азота через отношение атомов углерода и водорода, так как у нас есть массовые доли водорода (H) и азота (N), а не атомные массы. По известным массовым долям, отношение атомов углерода к водороду будет:
Отношение атомов углерода к водороду (C : H) = Массовая доля углерода / Массовая доля водорода = 0,774 / 0,075
Отношение атомов углерода к азоту (C : N) = Массовая доля углерода / Массовая доля азота = 0,774 / 0,151
Шаг 3: Определение отношений атомов в формуле
Так как у нас есть только отношение атомов углерода к водороду и углерода к азоту, мы можем предложить предварительную формулу, используя эти отношения:
Предположим, что формула анилина имеет вид С2H5N.
Теперь проверим эту формулу, используя известную относительную плотность паров анилина.
Шаг 4: Определение молекулярной массы анилина
Молекулярная масса анилина (М) может быть вычислена, используя известные массовые доли элементов и атомные массы:
М = (массовая доля углерода * атомная масса углерода) + (массовая доля водорода * атомная масса водорода) + (массовая доля азота * атомная масса азота)
Шаг 5: Проверка молекулярной массы анилина
Теперь сравним расчётную молекулярную массу анилина с его относительной плотностью воздуха, чтобы убедиться в правильности нашего предположения относительно формулы.
Относительная плотность паров анилина (ρ) указывает на отношение молекулярной массы к массе равной объему воздуха. В данном случае, если анилин имеет молекулярную формулу С2H5N, его молекулярная масса будет:
Сравните этот результат с относительной плотностью паров анилина, равной 3,21.
Если равенство выполняется (М = ρ), то предположение о формуле С2H5N является правильным. Если это не так, мы должны попробовать другие предположения для формулы анилина и повторить шаги, чтобы подтвердить или опровергнуть их.
Это пошаговое решение, позволяющее определить формулу красителя-анилина на основе данных о массовых долях углерода, водорода и азота, а также определения отношений атомов в формуле и проверки полученной формулы с использованием относительной плотности паров анилина. Надеюсь, ответ был понятен и информативен!
