Для определения молекулярной формулы углеводорода, необходимо провести несколько этапов расчетов, учитывая данные, предоставленные в задаче.
Определение количества образовавшегося CO₂ и H₂O:
- Дано, что при сжигании 1,3 г углеводорода образуется 2,24 г углекислого газа (CO₂) и 0,9 г воды (H₂O).
Определение количества углерода в углекислом газе:
- Молярная масса CO₂ = 12 (углерод) + 2 × 16 (кислород) = 44 г/моль.
- Количество моль CO₂ = 2,24 г / 44 г/моль = 0,051 моль.
- Поскольку в одном моле CO₂ содержится 1 моль углерода, количество углерода = 0,051 моль.
- Масса углерода = 0,051 моль × 12 г/моль = 0,612 г.
Определение количества водорода в воде:
- Молярная масса H₂O = 2 × 1 (водород) + 16 (кислород) = 18 г/моль.
- Количество моль H₂O = 0,9 г / 18 г/моль = 0,05 моль.
- Поскольку в одном моле H₂O содержится 2 моля водорода, количество водорода = 0,05 моль × 2 = 0,1 моль.
- Масса водорода = 0,1 моль × 1 г/моль = 0,1 г.
Определение массы углеводорода:
- Масса углеводорода дана — 1,3 г.
- Масса углерода и водорода в углеводороде:
- Масса углерода = 0,612 г.
- Масса водорода = 0,1 г.
- Масса оставшейся части (может быть кислород, если молекула содержит его) = 1,3 г - (0,612 г + 0,1 г) = 0,588 г.
Определение молекулярной массы углеводорода:
- Дано, что масса 1 мл углеводорода при нормальных условиях (н. у.) равна 0,00116 г.
- Нормальные условия: 1 моль газа занимает 22,4 л.
- Плотность углеводорода = 0,00116 г/мл = 1,16 г/л.
- Молярная масса углеводорода = плотность × объем (22,4 л/моль) = 1,16 г/л × 22,4 л/моль = 25,984 г/моль (округлим до 26 г/моль).
Сравнение массы и состава:
- Для углеводорода CxHy (без кислорода):
- Масса углерода: 12x.
- Масса водорода: y.
- Общая масса = 12x + y = 26 г/моль.
- Отношение массы углерода к водороду: 0,612 г (углерод) и 0,1 г (водород) ≈ 6:1, что соответствует соотношению атомов в формуле C2H2 (этин).
Однако, молекулярная масса C2H2 (этин) = 2×12 + 2×1 = 26 г/моль, что соответствует расчетам.
Таким образом, молекулярная формула углеводорода — C2H2 (этин).