有機化合物の問題
炭素・水素・酸素だけからなる 2 価のカルボン酸 がある（ 1 分子はカルボキシ基を 2 つもち、それ以外に酸としてはたらく基はもたない）。
を酸素中で完全燃焼させたところ、二酸化炭素 と水 が生じた。
また、 を水に溶かし、 の水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定したところ、ちょうど中和するのに を要した。
の分子式 における水素原子の数 を求めよ。原子量は , , とする。
この問題で使うもの
- 元素分析と組成式（説明と入口の問題）
- 分子量の測定と分子式（説明と入口の問題）
- 中和の量的関係（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（30 技能）
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右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る（前提が先）
- 原子・分子と化学式
- 原子量・分子量・式量
- 物質量と質量・粒子の数
- イオンと電離・電解質
- 化学式に含まれる原子・イオンの数
- 元素分析と組成式
- 重力と力の大きさ
- 2 力のつり合いと作用・反作用
- 大気圧による力
- 小数の四則計算
- 分数のたし算・ひき算
- 分数のかけ算・わり算
- 小数と分数のまじった計算
- 逆算（□ を求める）
- 正負の数の加法・減法
- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算（同類項・分配法則）
- 1 次方程式の解き方
- 比例・反比例の式とグラフ
- ボイル・シャルルの法則
- 気体の状態方程式
- 状態方程式と気体の質量・分子量
- 酸・アルカリと中和・指示薬
- 酸・塩基の価数と強弱
- ちょうど中和する体積
- モル濃度
- 中和の量的関係
- 分子量の測定と分子式
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
燃焼の結果から組成式を、中和滴定の結果から分子量を求め、2 つを組み合わせて分子式を決めよう。
ヒント 2
C の質量 = CO₂ × 12/44、H の質量 = H₂O × 2.0/18、O の質量は残り。2 価の酸なので、酸の物質量 = NaOH の物質量 ÷ 2 である。
ヒント 3
組成式は C₂H₃O₂（式量 59）、NaOH は 2.00×10⁻³ mol なので A は 1.00×10⁻³ mol である。
答えと解説
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解説を読む
組成式（燃焼の結果から）
完全燃焼で、 の炭素はすべて に、水素はすべて になる。
炭素の質量：
水素の質量：
酸素の質量（残り）：
原子の数の比は
よって組成式は （式量 ）である。
分子量（中和滴定の結果から）
は 2 価の酸なので、 1 mol は 2 mol と中和する。
の物質量は
なので、 の物質量は 。分子量 は
分子式
分子式を とおくと
よって分子式は で、水素原子の数は である。（カルボキシ基 2 つ 4 個とも矛盾しない。）
別解
【元素分析】
炭素：
水素：
酸素：
原子数の比は C : H : O 。
組成式は （式量 59）。
【分子量】
A は 2 価の酸なので、A に NaOH が必要。
NaOH の物質量は 。
A の物質量は 。
分子量は 。
より分子式は 。
よって水素原子の数は 。
検算： の分子量は で一致。カルボキシ基 2 個（ 4 個）で O の数とも合う（例：コハク酸）。