Question

Смесь газов, образовавшихся при сжигании образца органического соединения Х массой 2,7 г, была пропущена последовательно через склянки с концентрированной серной кислотой и известковой водой. При этом масса первой склянки увеличилась на 3,78 г, во второй склянке образовалось 12 г осадка, а объем непоглощенного газа Y составил 733 мл (250С и нормальное давление). При одновременном добавлении к такому же образцу вещества Х избытка раствора нитрита натрия и соляной кислоты выделяется вдвое больший объем газа Y. Определите неизвестное вещество Х и приведите его структурную формулу.

Answer 1

Газ, который не поглощается известковой водой - это азот. Следовательно, в состав неизвестного вещества обязательно входят углерода, водород, азот и возможно, кислород.
в-во+ О2→ СО2+Н2О+ N2
Масса склянки с конц. Н2SО4 увеличивается за счет поглощения кислотой воды, m(Н2О)=3,78 г
С известковой водой взаимодействует углекислый газ:
СО2 + Са(ОН)2→СаСО3↓+Н2О
ν(СаСО3)=m/M=12 г/100 г/моль=0,12 моль;
ν(СаСО3): ν(СО2)=1:1, ν(СО2)=0,12 моль;
Проверка на кислород:
ν(СО2)=0,12 моль; ν(С)=0,12 моль;m(С)=1,44 г
ν(Н2О)=m/M=3,78 г/18 г/моль=0,21 моль; ν(Н)=0,42 моль;
m(Н)=0,42 г.
Приведем объем  азота к н.у., учитывая, что Т=(273 +25)К=298 К
По «объединенному газовому закону»
V0=Р×V×Т0/Р0×Т
V0=(101,3×0,733×273)/(101,3×298)=0,672 л
ν(N2)=V/Vm=0,672 л/22,4 л/моль=0,03 моль, ν(N)=0,06 моль,
m(N)=0,84 г;
m(C)+m(H)+m(N)=1,44 г + 0,42 г+0,84=2,7 г
кислорода нет, так как вещества сгорело тоже 2,7 г.
СхНyNz      х:y:z= ν(C): ν(Н): ν(N)=0,12:0,42:0,06
Находим среди этих цифр самое маленькое и все делим на него, получая:         х:y:z= 2:7:1
С2Н7N-амин. Это может быть либо первичный амин С2Н5NН2, либо вторичный амин (СН3)2NН.
Установить его структуру поможет реакция с азотистой кислотой. Только первичные амины вступают в реакцию с НNО2 по уравнению:
С2Н5NН2 + NаNО2 + НCl→С2Н5ОН + N2 +NаCl+Н2О
Ответ: Х- C2Н2NН2- этиламин, Y-N2.