• ベストアンサー
  • 困ってます

よく有機問題である元素分析の問題の計算についての質

よく有機問題である元素分析の問題の計算についての質問です こういう問題がありました ある化合物の元素分析を行ったところ、質量パーセント濃度は 炭素は87.8% 水素は12.2% だった この化合物の組成式は? もちろん 87.8/12 : 12.2/1 の簡単な整数比を考えればいいのですが、僕はこれができず、有機のその後の問題全滅という自体になりそうでした(他の条件からその化合物の分子式が分かったので、なんとかなりましたが) 酸素が含まれる分子なら、酸素の原子数が一番少ないだろうと考えて、それを1,2とかにして考えるというのが、テクニックですが、このような問題(まして、炭素数がどれくらいになるか分からないような問題)ではどのように考えるべきなのでしょうか? 実際に皆様ならどのような思考をして答えに辿りつけますでしょうか? ちなみに答えは C:H=3:5 です

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数3
  • 閲覧数2012
  • ありがとう数8

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.3

補足を受けて。 それでしたら、数をこなすのが良いかと思います。 初めての九九はなかなか覚えられなかったですが、すぐ出来るようになりましたよね。 あるいは因数分解も、問題をたくさん解いたらあんまり計算しなくてもパターンを覚えたりしますよね。 炭素数をC、水素数をHとすると、分子の質量は12C+Hになり、 炭素の質量パーセントは12C÷(12C+H)ですね。 で、アルカンならH=2C+2で、二重結合や環状構造があるとH=2Cになります。 するとどうでしょう、二重結合や環状構造が1つある、炭素と水素のみからなる化合物は炭素数に関わらず C:H=1:2 質量では6:1 質量パーセントでは85.7%:14.3%になります。 質量パーセントからだけでは、情報量が不足している、ということですね。 おっしゃるように、酸素があるなら酸素数を1か2にすればいいんですけどね。 アルコールっぽいなら1つーOHで、酸っぽい話があるなら2つーCOOHです。 1回、炭素の質量パーセントの表を作ってみればいいんじゃないですかね。 炭素数1なら75.0% 炭素数2なら80.0% 二重結合1つで85.7% 二重結合2つで92.3% 炭素数3なら81.8% 二重結合1つで85.7% 二重結合2つで90.0% みたいに。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

そうですね、一回、表作ってみたいとおもいます!! 丁寧にありがとうございました! 入試まであと3日ですが、頑張ります!

関連するQ&A

  • 元素分析の問題がわかりません

      Aは炭素、水素、酸素からなる化合物である。Aの元素分析を行ったところ、炭素が64.8%、水素が13.6%含まれていた。 また、Aの分子量は100以下である。 Aの分子量を求めよ。 という問題で 答えは「74」なんですが どうやっても答えが合いません。 よろしくお願いします (;_;)

  • 化学 元素分析

    元素分析に関しての質問です。 炭素、水素、酸素のみからなる分子量100未満のエステルAがある。 エステルAを10.00g用いて元素分析を行ったところ。塩化カルシウム管、ソーダ石灰管の質量はそれぞれ6.00g、14.67g増加していた。ただし、元素分析において試料の燃焼によって生じた気体は塩化カルシウム管、ソーダ石灰管の順に通じたものとする。また、エステルAを0.100mol完全燃焼させるのに必要な酸素は標準状態で6.72Lである。エステルAの分子量を求めなさい。 私の考えは、 Hの質量:6.00×2/18≒0.66g Cの質量:14.67×12/44≒4.00g Oの質量:10.00-0.66-4.00=5.34g Cの原子数:Hの原子数:Oの原子数=4/12:0.66/1:5.34/16≒1:2:1 よって、組成式はCH2O 分子式は(CH2O)n nは整数 (12+2+16)×n=30n<100 n=1,2,3の3つ場合があるが、Aはエステルであるため少なくともCOOがなくてはならないから、n=1の場合はOが一つしかないので不適。 よって、C2H4O2かC3H6O3のどちらかであるが、燃焼反応から C2H4O2+3O2→2CO2+2H2O 係数比1:3=0.100mol:xmolより x=0.3mol 問題文にある酸素が標準状態で6.72L必要だったことから、6.72÷22.4=0.3molとなり一致する。 したがって、エステルAの分子式はC2H4O2でその分子量は60である。 と思ったのですが、答えは90つまりC3H6O3の方なんです。 なぜですか???

  • 元素分析と組成式の問題

    C,H,Oだけからなる化合物33.0mgを元素分析にかけたところ、H2Oが19.8mg、CO2が48.4mg生成した。 この化合物の組成式を求めよ。 この問題がわからないので、よろしくお願いします。

その他の回答 (2)

  • 回答No.2
  • Willyt
  • ベストアンサー率25% (2858/11130)

大多数の炭素1原子の質量は12(水素の12倍という意味)、水素の1原子は1です。これを頭に叩き込んでおけばいいのです。そうすると質量で 炭素:水素が87.8:12.2なら原子数では87.7/12:12.2になるのは明白ですよね。但し炭素には常に少量の同位元素が含まれているので、質量比だけでは厳密な原子数比は出ないのは当然で、それは近似値になります。しかしそれを考えることは高校程度の化学のレベルを超えるので必要ありません。では何故炭素の質量数が12なのかということになります。ただこれを暗記しておく必要はなく、通常は問題に質量数は書かれることになっています。  さて、その質量数ですがこれは原子の質量は殆ど中性子と陽子の質量の和であるということと、元素が持つ中性子と陽子の数は決まっており、且つ、陽子と中性子の質量がほぼ同じだということが下敷きになっています。そうすと水素の原子核は陽子1個ですから、これを基準すれば原子の質量を簡単に表示できることになりますね。これが質量数と呼ばれるものなのです。炭素は中性子と陽子が合計12個で原子核を構成しているということからその質量数が12とされているのです。詳しくは陽子が6個と中性子が6個です。どうしてそれが判ったかが面白いのですが、長くなるのでここに書くのは控えます。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

回答ありがとうございます しかし、おそらく、僕の書き方が悪かったのか、誤解されています(誤解させるような文脈を書いた僕が一方的にわるいのですが) 質問文の 僕はこれが分からず というのは、この手の問題が解けないのではなくて、計算で3:5が算出できなかったことを意図していました 要するに 87.8÷12=7.31… 12.2÷1=12.2 から簡単な整数比3:5であることをどうやって導き出すのか、ということを聞いています 今回は3:5と割合良心的な数字なので、炭素数は1かな?2かな?3かな? といじくって行くうちに出てきそうですが…… 元素分析の原理はわかっています ちなみに、上の問題は京大の入試問題の最初にこれがでて来て、7.31:12.2をどう考えて3:5にするべきかがわかりません

  • 回答No.1

基本的に炭化水素はアルカンをベースに考えます。 C:H=n:2n+2 二重結合や環状構造が1つにつき、Hが2つ減ります。三重結合は二重結合2つで数えますが。 だもんで、Hは基本的に偶数なんですよね。 Oはいくら入ってもCやHに影響しないし、Nは1つにつきHが1つ余計に入ります。 C:H=3:5なら、C3H5は考えずに、C6H10から考えます。 アルカンならC6H14なんで、二重結合か環状構造が2つありそうだな、って。 計算しててどうしてもおかしいなら、C12H20に思いを巡らせます。 出題者は、現実に存在しない物質で机上の空論で出題することはあまりないので、 炭素数はせいぜいドコサヘキサエン酸やエイコサペンタエン酸どまりじゃないでしょうか。 ちなみにアルカンは炭素数18くらいから常温で固体になります。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

回答ありがとうございます しかし、おそらく、僕の書き方が悪かったのか、誤解されています(誤解させるような文脈を書いた僕が一方的にわるいのですが) 質問文の 僕はこれが分からず というのは、この手の問題が解けないのではなくて、計算で3:5が算出できなかったことを意図していました 要するに 87.8÷12=7.31… 12.2÷1=12.2 から簡単な整数比3:5であることをどうやって導き出すのか、ということを聞いています 今回は3:5と割合良心的な数字なので、炭素数は1かな?2かな?3かな? といじくって行くうちに出てきそうですが…… 元素分析の原理はわかっています ちなみに、上の問題は京大の入試問題の最初にこれがでて来て、7.31:12.2をどう考えて3:5にするべきかがわかりません

関連するQ&A

  • 元素分析と組成式の問題です。

    C,H,Oだけからなる化合物44.0mgを元素分析にかけたところ、H2Oが36.0mg、CO2が88.0mg生成した。 また、この化合物の分子量を測定したところ88であった。この化合物の分子式を求めよ。 この問題がわからないので、よろしくお願いします。

  • [高校化学、有機化学]元素分析と構造決定の問題

    高校化学の有機分野の問題です。教えてください。 問題 炭素、水素、酸素からなる有機化合物6.0mgを完全燃焼させると、二酸化炭素8.8mgと水3.6mgが生じた。また、この化合物の分子量は60であり、分子内にはカルボシキ基を持っている。この有機化合物の組成式、分子式、示性式を示せ。 という問題です。 このとき、CO2とH2Oの生成式をたてて、考えますよね。 しかし、H2O中にはHは2つ含まれるじゃないですか。 また、H2O生成式中のHもまた、H2で分子じゃないですか。 しかし、解答によると、H単体での質量ではなく、H2での質量を用いて、求める有機化合物のHの質量としているんですが、 どういうことなのでしょうか??

  • 有機化合物

    炭素、水素、酸素 からできた化合物を分析すると 割合が 炭素64.9 水素13.5だった場合 この化合物の組成式と分子式 だだしこの化合物の密度を酸素の2.31倍とする。 これで なぜ割合から組成式が出来るか教えて下さい。

  • 元素分析と構造式の決定

    「問題 炭素、水素、酸素からなる鎖式化合物12.0mgを完全燃焼させると 二酸化炭素が17.6mg 水が7.2mg 生じた この化合物の分子量は60である 組成式と分子式を求めよ カルボキシル基をもつとき考えられる構造式を記せ エステル結合をもつとき考えられる構造式を記せ 回答 組成式CH2O 分子式C2H4O2 CH3-C-OH     ||     O H-C-O-CH3   ||   O                」 最後の設問以外はすべて分かったのですが最後の設問がわかりません。 求める化合物の分子はCが2つHが4つOが2つでできています 不飽和度より求める化合物は二重結合をひとつもちます 求める化合物はエステル結合を持ちます この条件より考えると、考えられる構造式は H-C-O-CH3   ||   O    CH3-C-O-H     ||     O のふたつありませんか?

  • 有機化合物の元素分析について

    高校の化学で,有機化合物の元素分析は,水を塩化カルシウム,二酸化炭素をソーダ石灰〔水酸化ナトリウム+酸化カルシウム〕によって吸収させ,C・H・Oのモル比を求める,と教わりました。二酸化炭素を吸収するするためには塩基性の水酸化ナトリウムに気体を通すだけでよいはずなのに,どうして酸化カルシウムの含まれるソーダ石灰に気体を通す必要があるのでしょうか?酸化カルシウムはどのような役割を持つのでしょうか?教えてください!!

  • 元素分析逆バージョン

    またまた質問でございます。この前質問したのとは逆のパターンで困っております。今度は実験式C2H5Oが出されていて、この有機化合物2.25mgを用いて元素分析を行いました。また、この有機化合物の気体の密度は同じ状態の窒素ガスの約3倍であった。というものです。ここから二酸化炭素や水の発生量を求めなければならないのですが最初はわかるような気がしたんですがいざといてみるとペンが動きません。簡単でもいいんですんで教えてください!!

  • 元素分析について

    高3です。 高校化学で習う元素分析ってC,H,Oの3つの元素を分析するじゃないですか。 「元素分析したら二酸化炭素がXg、水がYg出来た。」ってあったら二酸化炭素の質量を12/44して、水を2/18して•••。 そこで思ったんですけど、もしその元素分析に窒素が含まれていたとしたら、 その元素分析は出来なくなってしまうのでしょうか? それとも高校では習わない別の方法があるのでしょうか。 高校化学の範囲では窒素が出てくる場合は考えなくていいのでしょうか。 大学で習うことは今は必要ないと思うので、窒素が出てくる場合はあるのか、そしてもし出てきたらどうすればいいのか、高校化学の範囲で教えてもらえたらと思っています。

  • 元素分析

    元素分析の問題で炭素、水素、酸素の比を求めるときについてなのですが、かなり計算がややこしくなって、整数比にすると三桁になったりして計算に時間がかかってしまい、試験場で焦ってしまうことが多いのですが、どこまで近似というか計算をしたらよいのでしょうか????、何かコツはあるのでしょうか???? あれば是非教えてください・・・・・

  • 分子式

    次の問題の答え方を教えていただきたいです。 分子量156 元素分析の結果 C 53.70 H 3.22 他に酸素を含み、またカルボン酸を含む。 この化合物の組成式を求めよ。 よろしくお願いします。

  • 化学

    化学の元素分析がわかりません 教えてください。お願いします 炭素 水素 酸素からなる分子量250以下の化合物がある。 その1.500gをとり、完全燃焼させたところCO2:3.414g,H2O:1.397g生じた この化合物の組成式を求めよ