Question

Під час повного згоряння 4 л невідомого вуглеводню виділя-ється по 8 л вуглекислого газу та водяної пари. Об'єми газів вимірювали за однакових умов. Виведіть формулу вихідного газу.

Answer 1

Для вирішення цього завдання нам необхідно визначити формулу вихідного вуглеводню на основі виділених об'ємів вуглекислого газу та водяної пари під час повного згоряння.

Спершу давайте знайдемо об'єм водяної пари (H₂O) та вуглекислого газу (CO₂), які утворюються під час повного згоряння 4 літрів невідомого вуглеводню.

1. За умовою, під час повного згоряння 4 л вуглеводню, виділяється 8 л вуглекислого газу (CO₂). 2. Також виділяється водяна пара (H₂O), і ми повинні визначити об'єм цієї водяної пари. Для цього використовуємо принцип стехіометрії, враховуючи, що одна молекула води складається з 2 атомів водню (H) і 1 атома кисню (O).

Отже, об'єм водяної пари (H₂O) буде дорівнювати половині об'єму водню (H₂), оскільки кожна молекула водяної пари містить 2 атоми водню.

Об'єм H₂O = 1/2 * Об'єм H₂ = 1/2 * 4 л = 2 л.

Отже, під час повного згоряння 4 літрів невідомого вуглеводню виділяються 8 л вуглекислого газу (CO₂) і 2 л водяної пари (H₂O).

Тепер ми можемо скласти рівняння реакції згоряння вуглеводню (CxHy), де x і y - це стехіометричні коефіцієнти:

CxHy + O₂ -> CO₂ + H₂O

За об'ємними співвідношеннями, маємо:

4 л CxHy + (x+y) * O₂ -> 8 л CO₂ + 2 л H₂O

Звідси виразимо (x+y):

x + y = (8 л CO₂ + 2 л H₂O) / 4 л CxHy x + y = (8 л + 2 л) / 4 л x + y = 10 л / 4 л x + y = 2.5

Тепер ми маємо вираз для x + y. Звертаючись до закону додавання мас, можемо визначити масові співвідношення між вуглеводнем, вуглекислим газом та водою:

Маса CxHy : Маса CO₂ : Маса H₂O = x : 8 : 2

Тепер відомо, що x + y = 2.5. Оскільки x визначає масову частку вуглеводню (CxHy), то x = 2.5 - y.

З попереднього відношення x : 8 : 2, ми можемо записати:

x / 8 = y / 2

Підставимо x = 2.5 - y вираз вище:

(2.5 - y) / 8 = y / 2

Розв'яжемо це рівняння:

2.5 - y = 4y 2.5 = 5y y = 0.5

Тепер, знаючи y, ми можемо обчислити x:

x = 2.5 - y = 2.5 - 0.5 = 2

Отже, формула вихідного вуглеводню - C2H0.5, яку можна спростити до C2H.