Question

Розв’язати задачу:Під час згоряння органічної речовини масою 2,3 г в надлишку кисню утворюється Карбон(ІV) оксид масою 4,4 г і вода масою 2,7 г. Відносна густина парів цієї речовини за воднем дорівнює 23. З яких елементів складається речовина. Визначте її формулу.

Answer 1

Ответ:

За законом збереження маси, маса продуктів згоряння повинна дорівнювати масі вихідних речовин:

м(орг. речовини) + м(O2) = м(CO2) + м(H2O)

Підставляємо відомі значення і знаходимо масу кисню:

2,3 г + м(O2) = 4,4 г + 2,7 г

м(O2) = 4,4 г + 2,7 г - 2,3 г = 4,8 г

Тепер можна обчислити кількість молекул карбон(IV) оксиду, яка утворилася, використовуючи його молярну масу:

n(CO2) = м(CO2) / M(CO2) = 4,4 г / 44,01 г/моль = 0,1 моль

Законом постійного складу відомо, що склад будь-якої хімічної сполуки є постійним, тому масові співвідношення елементів у карбон(IV) оксиді будуть такі:

C : O = 1 : 2

Маса вуглецю в карбон(IV) оксиді:

m(C) = n(CO2) * 1 (моль С/моль CO2) * M(C) = 0,1 моль * 12,01 г/моль = 1,201 г

Маса кисню в карбон(IV) оксиді:

m(O) = n(CO2) * 2 (моль O/моль CO2) * M(O) = 0,1 моль * 16,00 г/моль = 1,600 г

Відносна густина парів цієї речовини за воднем дорівнює 23, що означає, що молярна маса цієї речовини в 23 рази більша за молярну масу водню:

M(речовини) / M(H2) = 23

M(речовини) = 23 * M(H2) = 23 * 2,02 г/моль = 46,46 г/моль

Тепер можна знайти масу елементів у 1 молі речовини:

m(C) + m(O) = 46,46 г/моль

1,201 г + 1,600 г = 46,46 г/моль

З цього можна обчислити масові співвідношення елементів у речовині:

C : O = 1,201 г

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі спочатку визначимо скільки грамів кожного елементу міститься в утворених сполуках.

1. Маса кисню в утвореному водні: Маса води = 2,7 г Маса кисню = 2 * (маса води) = 2 * 2,7 г = 5,4 г

2. Маса вуглецю в утвореному Карбон(ІV) оксиді: Маса Карбон(ІV) оксиду = 4,4 г

Тепер ми можемо визначити відношення маси кисню до маси вуглецю в утворених сполуках:

Відношення маси кисню до маси вуглецю = (Маса кисню) / (Маса вуглецю) = 5,4 г / 4,4 г ≈ 1,23

Тепер нам відома відносна густина парів цієї речовини за воднем, яка дорівнює 23. Водень має атомну масу близько 1, тобто відношення маси парів цієї речовини до маси водню дорівнює:

(Маса парів речовини) / (Маса водню) = 23

Тепер ми можемо використовувати це відношення для визначення маси парів речовини:

(Маса парів речовини) = 23 * (Маса водню) = 23 * 1 г = 23 г

Тепер ми знаємо масу парів речовини (23 г) і масу вуглецю в утвореному Карбон(ІV) оксиді (4,4 г). Зараз ми можемо визначити масу вуглецю в цій речовині:

Маса вуглецю в речовині = Маса парів речовини - Маса вуглецю в Карбон(ІV) оксиді Маса вуглецю в речовині = 23 г - 4,4 г = 18,6 г

Тепер, знаючи масу кисню (5,4 г) і масу вуглецю (18,6 г) в речовині, можемо визначити її формулу, використовуючи масові відношення елементів у речовині. Формула Карбон(ІV) оксиду відома - CO2. Таким чином, формула цієї речовини також буде CO2, оскільки масові відношення вуглецю і кисню в обох сполуках однакові.