Question

Вывести молекулярную формулу углеводорода по данным: массовая доля углерода = 85,7%, водорода = 14,3% , относительная плотность по воздуху = 1,45.

Answer 1

Чтобы найти молекулярную формулу углеводорода по данным о массовой доле углерода и водорода, а также относительной плотности, нужно использовать информацию о молярных отношениях элементов в молекуле углеводорода.

Давай начнем с определения молярных отношений углерода и водорода в углеводороде.

1. Найдем массовые отношения углерода и водорода в молекуле:

Массовая доля углерода = 85.7% Массовая доля водорода = 14.3%

2. Переведем эти массовые доли в молы, используя молярные массы элементов:

Молярная масса углерода ≈ 12 г/моль Молярная масса водорода ≈ 1 г/моль

Предположим, что у нас есть 100 г углеводорода. Тогда:

Масса углерода = 85.7 г Масса водорода = 14.3 г

3. Теперь найдем количество молей углерода и водорода:

Моли углерода = масса углерода / молярная масса углерода Моли углерода = 85.7 г / 12 г/моль ≈ 7.14 моль

Моли водорода = масса водорода / молярная масса водорода Моли водорода = 14.3 г / 1 г/моль ≈ 14.3 моль

4. Найдем соотношение молей углерода к молям водорода и определим эмпирическую формулу углеводорода:

Делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей среди них:

Углерод: 7.14 моль / 7.14 ≈ 1 Водород: 14.3 моль / 7.14 ≈ 2

Это значит, что соотношение между углеродом и водородом в молекуле углеводорода составляет 1:2.

Теперь у нас есть эмпирическая формула углеводорода: CH2.

5. Определение молекулярной формулы на основе относительной плотности:

Относительная плотность по воздуху = 1.45

Так как относительная плотность углеводорода больше 1, это означает, что углеводород тяжелее воздуха. Учитывая эмпирическую формулу CH2, молекулярная формула, умноженная на некоторое целое число (n), должна иметь массу, соответствующую относительной плотности.

Масса молекулы углеводорода (CH2): Масса углерода = 1 * молярная масса углерода = 12 г/моль Масса водорода = 2 * молярная масса водорода = 2 * 1 г/моль = 2 г/моль

Общая масса молекулы CH2 = 12 г/моль + 2 г/моль = 14 г/моль

Теперь найдем отношение массы молекулы углеводорода к массе молекулы воздуха:

Относительная масса углеводорода к воздуху = 14 г/моль / 29 г/моль ≈ 0.48

Это отношение меньше 1. Таким образом, нужно умножить эмпирическую формулу (CH2) на целое число, чтобы получить молекулу с массой, близкой к относительной плотности.

Чтобы приблизиться к относительной плотности 1.45, можно умножить CH2 на 3:

(CH2)3 = C3H6

Поэтому молекулярная формула этого углеводорода, скорее всего, C3H6.