Найти молекулярную формулу алкадиена, если при сжигании 2 г. его образовалось 2,12 г. воды и 6,48 г. оксида углерода. относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 34.
Найти молекулярную формулу алкадиена, если при сжигании 2 г. его образовалось 2,12 г. воды и 6,48 г. оксида углерода. относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 34.
Молекулярная формула алкадиена - C4H8.
Для решения задачи по нахождению молекулярной формулы алкадиена, начнем с определения общего уравнения горения алкадиена:
[ C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O ]
Из условия задачи известно, что при сжигании 2 г вещества образовалось 2,12 г воды и 6,48 г углекислого газа (CO_2). Также относительная плотность паров вещества по водороду равна 34.
Нахождение количества молекул воды и углекислого газа:
Молярная масса воды: ( M_{H_2O} = 18 \, \text{г/моль} )
Количество воды: [ n_{H_2O} = \frac{2,12 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,1178 \, \text{моль} ]
Молярная масса углекислого газа: ( M_{CO_2} = 44 \, \text{г/моль} )
Количество углекислого газа: [ n_{CO_2} = \frac{6,48 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 0,1473 \, \text{моль} ]
Определение количества атомов углерода и водорода в алкадиене:
Вода содержит два атома водорода на каждую молекулу: [ nH = 2 \times n{H_2O} = 2 \times 0,1178 \, \text{моль} = 0,2356 \, \text{моль} ]
Углекислый газ содержит один атом углерода на каждую молекулу: [ nC = n{CO_2} = 0,1473 \, \text{моль} ]
Определение молекулярной массы вещества:
Относительная плотность паров вещества по водороду равна 34, что означает, что молекулярная масса вещества в 34 раза больше молекулярной массы водорода (2 г/моль): [ M_{вещества} = 34 \times 2 = 68 \, \text{г/моль} ]
Определение молекулярной формулы:
Сначала определим приблизительную эмпирическую формулу: [ \text{Эмпирическая формула} = C{0,1473}H{0,2356} ]
Приведем соотношения к целым числам. Для этого найдем наименьшее целое число, деля оба значения на 0,1473: [ C{1}H{\frac{0,2356}{0,1473}} \approx C{1}H{1,6} ]
Это соотношение указывает на то, что молекулярная формула должна быть кратной эмпирической формуле (CH_1.6).
Для того чтобы определить правильную молекулярную формулу, умножим эмпирическую формулу на коэффициент, который позволяет получить молекулярную массу 68 г/моль: [ (CH_{1.6})_n = CnH{1.6n} ]
Вещество должно иметь целое число атомов, поэтому коэффициент ( n ) должен быть таким, чтобы все индексы были целыми числами. Принимаем ( n = 5 ): [ \text{Формула} = C_5H_8 ]
Проверим молекулярную массу: [ M_{C_5H_8} = 5 \times 12 + 8 \times 1 = 60 + 8 = 68 \, \text{г/моль} ]
Таким образом, молекулярная формула алкадиена (C_5H_8) подтверждается расчетами.
Сначала найдем количество молей воды и оксида углерода, образовавшихся при сжигании 2 г алкадиена.
Молярная масса воды (H₂O) = 18 г/моль Молярная масса оксида углерода (CO) = 28 г/моль
Масса воды = 2,12 г Количество молей воды = масса воды / молярная масса воды = 2,12 г / 18 г/моль ≈ 0,118 моль
Масса оксида углерода = 6,48 г Количество молей оксида углерода = масса оксида углерода / молярная масса оксида углерода = 6,48 г / 28 г/моль ≈ 0,231 моль
Теперь найдем количество молей углерода и водорода в алкадиене.
Масса алкадиена = 2 г
Предположим, что молекулярная формула алкадиена имеет вид CₘHₙ. Тогда:
Масса углерода = молярная масса углерода = 12 г/моль Количество молей углерода в алкадиене = масса углерода в алкадиене / масса углерода = 12 г / 12 г/моль = 1 моль
Масса водорода = молярная масса водорода = 1 г/моль Количество молей водорода в алкадиене = масса водорода в алкадиене / масса водорода = 1 г / 1 г/моль = 1 моль
Таким образом, молекулярная формула алкадиена будет C₁H₁, что соответствует формуле CH₂.
