Question

Визначте молекулярну формулу алкану, якщо відомо, що його пара в 2,5 раза важча нвж аргон

Answer 1

D(r)(Ar) = 2.5 ==> M(r) = 2.5 * 40 = 100 г/моль

CnH2n+2 = 100

14n = 98

n = 98/14 = 7

C7H16 — гептан.

Answer 2

Для визначення молекулярної формули алкану, ми повинні знати відношення маси його пара до маси аргону. Аргон (Ar) - це одноатомний газ з атомною масою приблизно 40 г/моль (заокруглюючи).

Якщо маса пара алкану в 2,5 раза важча, ніж маса аргону, то маса пара алкану буде приблизно 2,5 * 40 г/моль = 100 г/моль.

Тепер ми можемо використовувати інформацію про масу атомів вуглецю та водню в алкані, щоб знайти його молекулярну формулу. Алкани складаються з вуглецю та водню, і масова частка вуглецю та водню в алканах зазвичай відома.

Давайте розглянемо приклад молекули метану (найпростішого алкану), де відомо, що кожна молекула містить один атом вуглецю і чотири атоми водню. Масові числа атомів вуглецю та водню становлять, відповідно, приблизно 12 г/моль та 1 г/моль.

Тепер ми можемо створити рівняння, де "C" - кількість атомів вуглецю, "H" - кількість атомів водню:

Маса алкану = C * 12 г/моль + H * 1 г/моль

За відомою масою алкану (100 г/моль) ми можемо розв'язати це рівняння для "C" та "H". Результати будуть наступними:

100 г/моль = C * 12 г/моль + H * 1 г/моль

Тепер давайте вирішимо це рівняння:

C * 12 г/моль = 100 г/моль - H * 1 г/моль C * 12 г/моль = 100 г/моль - H г/моль

C = (100 г/моль - H г/моль) / 12 г/моль C = (100 г/моль - H) / 12

Тепер, ми також знаємо, що кількість вуглецю та водню в алканах відповідає загальній формулі CₙH₂ₙ₊₂, де "n" - це кількість вуглецевих атомів в молекулі.

Отже, ми отримали вираз для кількості вуглецевих атомів "C", а тепер ми можемо підставити це значення у загальну формулу:

CₙH₂ₙ₊₂ = (100 г/моль - H) / 12

Знаючи, що масова частка вуглецю та водню в алканах становить, відповідно, 12 г/моль і 1 г/моль, ми можемо створити рівняння для маси алкана:

Маса алкану = C * 12 г/моль + H * 1 г/моль Маса алкану = (100 г/моль - H) + H г/моль Маса алкану = 100 г/моль

Тепер ми можемо розв'язати це рівняння для "H":

100 г/моль = (100 г/моль - H) + H г/моль 100 г/моль = 100 г/моль

Як бачимо, це рівняння має однакові значення з обох боків, що означає, що "H" може бути будь-яким числом. Таким чином, молекулярна формула алкану не може бути визначена точно на основі відомого відношення маси до маси аргону, оскільки існує безліч алканів з різною кількістю вуглецевих та водневих атомів, і маса буде відрізнятися для кожного з них.