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化学の問題を教えてください。

 炭酸、水素、酸素からなる1価のカルボン酸があります。この酸4.324mgを完全に燃焼させたところ、二酸化炭素6.337mgと水2.594mgが得られました。また、この酸0.120gを含む水溶液を中和するのに、0.10規定の水酸化ナトリウム溶液20.0mlを要しました。この酸の組成式、分子式、構造式を求めてください。

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  • 回答No.1
  • okormazd
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このカルボン酸をR-COOHで表します。 1. 燃焼の反応式は、 aR-COOH+bO2→cCO2+dH2O で表されます。a,b,c,dは各項の係数です。 2. 酸素O2の質量を求めます。 O2の質量=(CO2の質量+H2Oの質量)-R-COOHの質量だから、 O2: (6.337[mg]+2.594[mg])-4.324[mg]=4.607[mg] 3. 水酸化ナトリウムNaOHとの中和反応は、 R-COOH+NaOH→R-COONa+H2O で、すべて1:1のモル数で反応します。 この反応で、中和したR-COOHのモル数を求めます。 0.10規定=0.10[mol/L]です。これが20[mL]×10^(-3)[L/mL]=0.02[L] と反応したのだから、R-COOHのモル数は、 0.10[mol/L]×0.02[L]=0.002[mol] です。 4. R-COOHのモル質量(分子量)を求めます。 0.120[g]が0.002[mol]なのだから、モル質量(分子量)は、 0.120[g]/0.002[mol]=60[g/mol] です。 5. R-COOH、O2、CO2、H2Oの各モル数を求めます。 R-COOH: 4.324[mg]×10^(-3)[g/mg]/60[g/mol]=0.721×10^(-3)[mol] O2: 4.607×10^(-3)[g/mg]/32[g/mol]=1.44×10^(-3)[mol] CO2: 6.337[mg]×10^(-3)[g/mg]/44[g/mol]=1.44×10^(-3)[mol] H2O: 2.594[mg]]×10^(-3)[g/mg]/18[g/mol]=1.44×10^(-3)[mol] で、R-COOH:O2:CO2:H2O=0.721:1.44:1.44:1.44=1:2:2:2 です。 つまり、燃焼の反応式は、 R-COOH+2O2→2CO2+2H2O です。 6. 反応式から、R-COOH 1分子(1mol)に含まれるC原子(のmol数)は、2CO2ができるのだから、2(2mol)、H原子(のmol数)は、2H2Oができるのだから、2×2=4(4mol)、O原子(のmol数)は、2CO2と2H2OのOから2O2を引いて、2×2+2-2×2=2(2mol)です。結局、R-COOHの分子式は、C2H4O2です。 7. 組成式: CH2O 構造式: CH3COOH  これを棒を付けて表しましょう。

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質問者からのお礼

ありがとうございました。たいへん参考になりました。

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