Решение задачи № 1
Условие: При сжигании азотсодержащего гетероциклического соединения, не имеющего заместителей в кольце, образовалось 1,2 л углекислого газа, 0,8 л паров воды и 0,4 л азота. Необходимо определить возможную структуру исходного соединения.
Решение:
1) Составим уравнение реакции ${C_xH_yN_z + (x + \frac {y}{4})O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac {y}{2}H_2O + \frac {z}{2}N_2}$
2) Из закона Авогадро следует, что объемы продуктов реакции равны отношению стехиометрических коэффициентов:
${x : \frac {y}{2} : \frac {z}{2} = 1,2 : 0,8 : 0,4 }$
${x : \frac {y}{2} : \frac {z}{2} = 3 : 2 : 1}$
То есть, ${x = 3, y = 4, z = 2}$
Из этого следует, что формула исходного соединения - ${C_3H_4N_2}$
Рисунок 1. Возможные исходные соединения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Ответ: формула исходного соединения - ${C_3H_4N_2}$
Решение задачи № 2
Условие: Рибонуклеотид содержит 19,28 % азота по массе. При обработке продуктов гидролиза данного рибонуклеотида массой 3,63 г избытком известковой воды выпало 1,55 г осадка. Нужно определить структурную формулу исходного соединения.
Рисунок 2. Строение рибонуклеотида. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1) Напишем уравнение гидролиза рибонуклеотида: ${рибонуклеотид + 2H_2O = H_3PO_4 + C_5H_{10}O_5 + азотистое \ основание}$
С известковой водой реагирует полученная фосфорная кислота: ${3Ca(OH)_2 + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O}$
2) Вычислим молекулярную массу рибонуклеотида
${\nu_{Ca_3(PO_4)_2} = \frac {1,55}{310} = 0,005 \ моль}$
${\nu_{H_3PO_4} = 2\nu_{Ca_3(PO_4)_2} = 0,01 \ моль}$
${\nu_{рибонуклеотида} = \nu_{H_3PO_4} = 0,01 \ моль}$
${M_{рибонуклеотида} = \frac {3,63}{0,01} = 363 \ г/моль}$
3) Вычислим содержание азота в 1 моль рибонуклеотида:
${m_N = 363 \cdot 0,1928 = 70 \ г}$
${\nu_N = \frac {70}{14} = 5 \ моль}$
Из этого следует, что в состав азотистого основания входят 5 атомов азота. Следовательно, к таким основаниям относятся аденин и гуанин. В данной задаче рассматривается именно гуанин, так как молярная масса нуклеотида 363 г/моль.
Искомый рибонуклеотид - гуанозинфосфат.
Рисунок 3. Гуанозинфосфат. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Ответ: Искомый рибонуклеотид - гуанозинфосфат
