Помогите решить задачи

Пусть формулы гомологов пиридина – C5H5N(CH2)n и C5H5N(CH2)m. Тогда уравнения реакций сжигания гомологов запишутся так:

C5H5N(CH2)n + [(6n + 25)/4]O2 = (n + 5)CO2 + [(2n + 5)/2]H2O + (1/2)N2
C5H5N(CH2)m + [(6m + 25)/4]O2 = (m + 5)CO2 + [(2m + 5)/2]H2O + (1/2)N2.

Рассчитаем количества вещества CO2 и H2O:

n(CO2) = 0,8064/22,4 = 0,036 моль, n(H2O) = 0,423/18 = 0,0235 моль.

Далее, обозначим количества вещества гомологов пиридина смеси за а и b моль. Тогда можно записать, что:

0,036 = (n + 5)а + (m + 5)b = (na + mb) + 5(a + b),
0,0235 = [(2n + 5)/2]a + [(2m + 5)/2]b = (na + mb) + (5/2)*(a + b).

Теперь вычитаем одно уравнение из другого, чтобы 'избавиться' от слагаемых (na + mb):

0,036 – 0,0235 = 5(a + b) – (5/2)*(a + b) = (5/2)*(a + b).

Отсюда получаем, что a + b = (2/5)*(0,036 – 0,0235) = 0,005 моль, а поскольку при сжигании на 1 моль любого гомолога выделятся 0,5 моль азота, то n(N2) = (1/2)*(a + b) = (1/2)*0,005 = 0,0025 моль.

Объем азота находим по уравнению Менделеева – Клапейрона:

90000V = 0,0025*8,31*(29 + 273), V = 6,274/90000 = 6,97*10^–5 м3 = 0,0697 л = 69,7 мл.

Для решения задачи нам необходимо определить количество углерода и водорода в реагентах и затем вычислить количество азота в продуктах реакции, используя уравнение сохранения массы.

Уравнение реакции сгорания двух гомологов пиридина можно записать следующим образом:

C5H5N + 5O2 → 5CO2 + 2.5H2O + N2

Согласно уравнению, при сжигании 1 моль пиридина образуется 1 моль азота, поэтому нам нужно определить количество молей пиридина, которое было сожжено.

Масса воды, образовавшейся при сжигании, равна 423 мг или 0,423 г. Молярная масса воды равна 18 г/моль, следовательно, количество молей воды можно вычислить следующим образом:

n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 0,423 г / 18 г/моль = 0,0235 моль

Количество молей углекислого газа можно вычислить, используя общий объем продуктов реакции и условия стандартных условий (н.у.):

V(CO2) = 806,4 мл = 0,8064 л (при н.у.)
n(CO2) = V(CO2) * P / (R * T) = 0,8064 л * 90 кПа / (8,31 Дж/(моль·К) * 302 К) = 0,0309 моль

Таким образом, количество молей пиридина, которое было сожжено, равно количеству молей азота в продуктах реакции:

n(N2) = n(H2O) * 2 / 5 = 0,0094 моль

Объем азота, образовавшегося при сжигании, можно вычислить, используя уравнение состояния идеального газа:

V(N2) = n(N2) * R * T / P = 0,0094 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * (29+273) К / 90 кПа = 0,0697 л = 69,7 мл

Ответ: объем азота (29°С, 90 кПа), образовавшегося при сжигании смеси двух гомологов пиридина, равен 69,7 мл.