Question

Визначте хімічну формулу алкану, 11,2 л (н.у.) якого мають масу 15г

Answer 1

11,2 л  - 15 г
22,4 л  - х
 х= 30 г,  так как алкан Сn Н2n+2=30
                                       12n+1(2n+2)=30
                                         n=2
знчит С2Н6 это этан

Answer 2

Для того, щоб визначити хімічну формулу алкану, спочатку давайте з'ясуємо його молекулярну масу, використовуючи нормальні умови (н.у.), які включають температуру 0°C (273,15 K) і тиск 1 атмосфера (760 мм ртутного стовпа).

Ми знаємо, що об'єм (V) дорівнює 11,2 л (літрам) і маса (m) дорівнює 15 г (грамів).

Згідно ідеального газового закону:

PV = nRT,

де P - тиск (у паскалях), V - об'єм (у м³), n - кількість речовини (у молекулах), R - універсальна газова стала (близько 8,314 м³·Па/(моль·К)), T - температура (у Кельвінах).

Замінимо відповідні значення і розрахуємо кількість речовини (n):

n = (PV) / RT.

Перетворимо одиниці: V = 11,2 л = 0,0112 м³, T = 0 °C = 273,15 K.

n = ((1 атмосфера) * (0,0112 м³)) / ((8,314 м³·Па/(моль·К)) * (273,15 K)) ≈ 4,35 * 10^(-4) моль.

Далі знаходимо масу одного молекули алкану, використовуючи його масу та кількість речовини:

маса одного молекули = маса / кількість речовини.

маса одного молекули = 15 г / (4,35 * 10^(-4) моль) ≈ 3,45 * 10^4 г/моль.

Тепер ми можемо визначити молекулярну масу алкану. Знаючи, що молекулярна маса еквівалентна сумі мас атомів в молекулі, ми знаходимо, що це приблизно 34,5 г/моль.

Так як алкани - це вуглеводні, що складаються лише з водню (H) та вуглецю (C), із знаходження молекулярної маси ми можемо зрозуміти, який це алкан:

Молекулярна маса вуглецю (C) - 12,01 г/моль, Молекулярна маса водню (H) - 1,008 г/моль.

Тепер, співставляючи масу з молекулярною формулою:

34,5 г/моль = (x * 12,01 г/моль) + (y * 1,008 г/моль),

де x - кількість атомів вуглецю, y - кількість атомів водню.

Знайдемо відповідні значення:

x + y = загальна кількість атомів в молекулі.

Так як алкан має лише один тип хімічного елементу в молекулі (вуглець C), то кількість атомів вуглецю дорівнює кількості хімічних елементів:

x = 1.

Отже:

1 + y = загальна кількість атомів в молекулі.

Тепер, знаючи, що молекулярна маса - 34,5 г/моль, ми можемо знайти кількість атомів водню (y):

34,5 г/моль = (1 * 12,01 г/моль) + (y * 1,008 г/моль),

34,5 г/моль = 12,01 г/моль + 1,008 г/моль * y,

y = (34,5 г/моль - 12,01 г/моль) / 1,008 г/моль ≈ 21.

Таким чином, молекулярна формула цього алкану - C₁H₂₁.