Question

Установите молекулярную формулу органического вещества, если известны массовые доли элементов, составляющих эту молекулу w (C) = 85,7%, (H) = 14,29%. Относительная плотность паров этого вещества по углекислым газом равна 1,91.

Answer 1

Решение:

Относительная плотность находится по формуле:

$D = \frac{M1}{M2}$, где M1, M2 - это молярные массы веществ.

Коль скоро говорится о том, что плотность рассчитывается по углекислому газу, значит M2 = 44 (т.к. это молярная масса CO2), а D = 1,91 по условию.

Это значит, молярная масса углеводорода равна:

$M1 = D * M2$

M1 = 44 * 1,91 ≈ 84 (г/моль)

Найдем, какую массу составляет углерод в формуле:

m(C) = 84 * 85,7 / 100 ≈ 72

Т.к. атомная масса углерода равна 12, то количество атомов углерода равно:

n(C) = 72 / 12 = 6 (ат.)

Аналогично рассуждаем для водорода:

m(H) = 84 * 14.29 / 100 ≈ 12

n(H) = 12/1 = 12 (ат.)

Искомая формула - $C_6H_{12}$

Ответ: $C_6H_{12}$

Answer 2

Для определения молекулярной формулы органического вещества, основанной на его массовых долях элементов (углерода и водорода) и его относительной плотности паров, мы можем использовать следующий алгоритм:

1. Вычислить мольные доли элементов (мольные проценты).
2. Вычислить отношение числа атомов углерода к числу атомов водорода.
3. Найти простейшее целое отношение для числа атомов углерода к числу атомов водорода.
4. Найти эмпирическую формулу (минимальное отношение атомов) на основе целого числа.

Шаги по порядку:

1. Вычислим мольные доли элементов. Массовая доля (w) - это масса элемента в процентах от общей массы вещества. Поскольку в данной молекуле углерода и водорода, сумма их массовых долей будет равна 100%: w(C) = 85,7% w(H) = 14,29%

2. Вычислим мольные доли, разделив массовые доли на молярные массы элементов. Молярные массы углерода и водорода: M(C) = 12.01 г/моль M(H) = 1.01 г/моль

Мольные доли: n(C) = w(C) / M(C) = 85.7 / 12.01 ≈ 7.13 моль n(H) = w(H) / M(H) = 14.29 / 1.01 ≈ 14.15 моль

3. Вычислим отношение числа атомов углерода к числу атомов водорода: Отношение = n(C) / n(H) ≈ 7.13 / 14.15 ≈ 0.504

4. Найдем простейшее целое отношение: Примем примерно ближайшее целое значение: 1:2

Таким образом, эмпирическая формула органического вещества будет CH2.

Чтобы найти молекулярную формулу, нам нужно узнать молекулярную массу данного вещества и сравнить ее с массой молекулы CH2.

Для этого нам дана относительная плотность паров (газов) этого вещества по углекислому газу (CO2), которая равна 1.91.

Относительная плотность паров (газов) по углекислому газу вычисляется как отношение массы молекулы газа к массе молекулы углекислого газа:

Относительная плотность паров = (масса молекулы газа) / (масса молекулы CO2)

Пусть масса молекулы данного вещества равна M(CH2), а масса молекулы CO2 равна M(CO2) ≈ 44.01 г/моль.

1.91 = M(CH2) / 44.01

Теперь найдем массу молекулы данного вещества:

M(CH2) ≈ 1.91 * 44.01 ≈ 84.1 г/моль

Таким образом, молекулярная формула органического вещества будет CH2, а его мольная масса составит около 84.1 г/моль.