問題情報

単元元素分析
年度2012年度
問題番号化学Ⅰ-第4問-問7
配点4
計算問題
難易度難しい

正解

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解説

 元素分析により有機化合物の組成式を求める問題は頻出です。

 まず先に燃焼ガスを塩化カルシウム管に通じて水H2Oを吸収し,次にソーダ石灰管に通じて二酸化炭素CO2を吸収します。それぞれの吸収管の質量増加から,発生した水や二酸化炭素の質量を求めることが出来ます。これらの値から,そこに含まれる水素原子Hと炭素原子Cの物質量〔mol〕を求めることが出来ます。また,試料はC,H,Oからできており,CとHの質量がわかっているので,全体からCとHの質量を差し引くと酸素原子Oの質量も求められます。結果,C,H,Oの物質量の比がわかるので,組成式を示すことが出来ます。

・36mgの水(H2O=18)に含まれる水素原子(H=1.0)の物質量〔mmol(ミリモル)〕と質量〔mg〕
   36mg ÷ 18mg/mmol × 2 = 4mmol
*1mol=1000mmol(1mmol=10-3mol)
*水分子1個に水素原子2個なので,2をかけています。
   4mmol × 1.0mg/mmol = 4mg

・176mgの二酸化炭素(CO2=44)に含まれる炭素原子(C=12)の物質量〔mmol〕と質量〔mg〕
   176mg ÷ 44mg/mmol × 1 = 4mmol
   4mmol × 12mg/mmol = 48mg

・化合物A 84mgに含まれる酸素原子(O=16)の質量〔mg〕と物質量〔mmol〕
   84mg - 4mg - 48mg = 32mg
   32mg ÷ 16mg/mmol = 2mmol

 この結果から,C,H,Oの物質量の比は,2:2:1ということがわかります。

 文中に示された分子式CxHyO4より,酸素原子4に対するC,Hの値がxyに相当します。
   C:H:O = 2:2:1 = 8:8:4 = xy:4

 よって,x=8,y=8となります。

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