При сгорании 9 г некоторого вещества, относящегося к классу аминов, образовалось 8,96 л углекислого газа (н.у.) и 12,6 г воды. Предложите все возможные варианты структурной формулы амина. Напишите уравнение реакции. Приведите расчёты.

Ответ:

Дано:

Масса вещества, сгоревшего в реакции: 9 г

Объем выделившегося углекислого газа: 8,96 л (н.у.)

Масса образовавшейся воды: 12,6 г

Уравнение реакции сгорания данного амина:

CₙHₘN + (n + m/4)O₂ → nCO₂ + (m/2)H₂O + N₂

Рассчитаем количество углекислого газа в условиях стандартных температуры и давления (н.у.):

V = nRT/P, где n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, P - давление газа, T - температура газа в кельвинах.

n = PV/RT = (1 atm * 8.96 L) / (0.082 L atm/(mol K) * 273 K) = 0.374 моль

Молярное соотношение между углекислым газом и амином в реакции сгорания: 1:1.

Масса углекислого газа, выделившегося при сгорании 9 г амина:

m(CO₂) = n(M(CO₂)) = 0.374 моль * 44 г/моль = 16.4 г

Масса амина в моле:

m = 9 г / n = 9 г / 0.374 моль = 24 г/моль

Найдем количество атомов водорода в образовавшейся воде:

n(H) = m(H₂O) / M(H₂O) * 2 = 12.6 г / 18 г/моль * 2 = 1.4 моль

Так как в реакции сгорания участвует столько же молей воды, сколько молей амина, то количество атомов водорода в амине также будет равно 1.4 моль.

Составим возможные варианты формулы амина с молекулярной массой 24 г/моль, содержащего 1,4 моль атомов водорода:

CH2N2

CH3N

C2H4N2

C3H6N

Ответ: возможные формулы амина - CH2N2, CH3N, C2H4N2, C3H6N.