Question

В молекуле дихлорпроизводного алкана массовая доля атома водорода равна 7.09%. Определите молекулярную формулу дихлорпроизводного алкана

Answer 1

СnH2nCl2

w(H)=2nM(H)/M(CnH2nCl2)

Составляем уравнение относительно n:

2n*1/(12n+2n+35*2)=0.0709

2n/(14n+71)=0.0709

n~=5

Ответ: C5H10Cl2

Answer 2

Для определения молекулярной формулы дихлорпроизводного алкана, нам необходимо учитывать массовую долю каждого из атомов в молекуле.

Допустим, у нас есть 100 граммов этого дихлорпроизводного алкана. Массовая доля водорода в молекуле составляет 7.09%, что означает, что в этой 100-граммовой порции молекулы содержится 7.09 грамма водорода.

Мы знаем, что молекулярная масса водорода составляет приблизительно 1 грамм на моль. Таким образом, количество молей водорода в данной порции равно:

Количество молей водорода = масса водорода / молекулярная масса водорода Количество молей водорода = 7.09 г / 1 г/моль ≈ 7.09 моль

Теперь нам нужно выяснить, сколько молей углерода и хлора содержится в данной порции.

Поскольку это алкан, молекулярная формула углерода CH2. Массовая доля углерода будет равна массе углерода в молекуле, деленной на молекулярную массу дихлорпроизводного алкана.

Массовая доля углерода = масса углерода в молекуле / молекулярная масса дихлорпроизводного алкана

Поскольку хлора два атома, его массовая доля будет равна удвоенной массе хлора в молекуле, деленной на молекулярную массу дихлорпроизводного алкана.

Массовая доля хлора = 2 * масса хлора в молекуле / молекулярная масса дихлорпроизводного алкана

Теперь, если сложим массовые доли углерода, хлора и водорода, они должны равняться 100%, поскольку они составляют все компоненты молекулы:

Массовая доля углерода + Массовая доля хлора + Массовая доля водорода = 100%

Теперь у нас есть все уравнения, чтобы решить задачу:

Массовая доля углерода = x Массовая доля хлора = 2x (так как углерода и хлора в молекуле одинаковое количество) Массовая доля водорода = 7.09 г / 100 г = 0.0709 (так как это процентное значение)

x + 2x + 0.0709 = 1 3x + 0.0709 = 1 3x = 1 - 0.0709 3x = 0.9291 x = 0.9291 / 3 x ≈ 0.3097

Теперь у нас есть значения для массовых долей углерода и хлора:

Массовая доля углерода ≈ 0.3097 Массовая доля хлора ≈ 2 * 0.3097 ≈ 0.6194

Теперь мы можем перейти к определению молекулярной формулы.

Молекулярная формула дихлорпроизводного алкана состоит из n молекул углерода, каждая из которых имеет два атома хлора и 2n + 2 атома водорода (так как это алкан). Таким образом, массовая доля углерода, умноженная на n, должна быть ближайшим целым числом к количеству молей углерода в данной порции.

Количество молей углерода = массовая доля углерода * молярная масса дихлорпроизводного алкана / масса углерода в одной молекуле углерода

Количество молей углерода = 0.3097 * молярная масса дихлорпроизводного алкана / масса одного атома углерода

Здесь молярная масса дихлорпроизводного алкана - это масса данной 100-граммовой порции.

Молярная масса дихлорпроизводного алкана = 100 г

Теперь, чтобы узнать молекулярную формулу, нам нужно найти такое n, при котором количество атомов водорода в молекуле равно 2n + 2. Посмотрим, при каком n это условие выполняется:

2n + 2 = 2 * 0.3097 * 100 г / масса одного атома водорода

2n + 2 = 61.94 / (1 г/моль) ≈ 61.94 моль

2n ≈ 61.94 - 2 2n ≈ 59.94 n ≈ 59.94 / 2 n ≈ 29.97

Так как n должно быть целым числом, ближайшее целое число к 29.97