분압: Dumas method

분압: Dumas method

 

 

유기화합물에 포함된 질소의 함유량은 Dumas법으로 구할 수 있다. 미지의 물질을 고온에서 CuO(s)와 반응시킨다.

Compound --- hot CuO(s) ---> N2(g) + CO2(g) + H2O(g)

생성물 기체들을 진한 KOH 용액에 통과시켜 이산화탄소를 제거한다. 남은 기체는 질소를 포함하고 있으며, 수증기로 포화되어있다. 0.253 g의 시료를 사용한 실험에서, 25℃, 726 torr에서 수증기로 포화된 31.8 mL의 질소 기체가 생성되었다면, 시료에서 질소의 질량 백분율(%)은 얼마인가? (25℃에서 수증기압은 23.8 torr이다.)

 

The nitrogen content of organic compounds can be determined by the Dumas method. The compound in question is first reacted by passage over hot CuO(s):

Compound --- Hot CuO(s) ---> N2(g) + CO2(g) + H2O(g)

The product gas is then passed through a concentrated solution of KOH to remove the CO2. After passage through the KOH solution, the gas contains N2 and is saturated with water vapor. In a given experiment a 0.253 g sample of a compound produced 31.8 mL of N2 saturated with water vapor at 25°C and 726 torr. What is the mass percent of nitrogen in the compound? (The vapor pressure of water at 25°C is 23.8 torr.)

 

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전체 압력 = 질소 분압 + 수증기 분압

질소 분압 = 전체 압력 – 수증기 분압

= 726 – 23.8 = 702.2 torr = 0.924 atm

 

PV = nRT

n = PV / RT

= (0.924)(0.0318) / (0.0821)(298)

= 0.00120 mol N2

 

질소의 몰질량(28.02 g/mol)을 사용해서 몰수를 질량으로 환산하면,

0.00120 * 28.02 = 0.0336 g N2

 

질소의 질량 백분율

= (0.0336 / 0.253 ) * 100 = 13.3%