Выведите формулу кислородсодержащего вещества,содержащего 54,55% углерода,9.09% водорода и 36,36% кислорода.Относительная...

Для того чтобы вывести формулу вещества, нужно воспользоваться следующими методами:

1. Определение эмпирической формулы вещества — это минимальное соотношение атомов каждого элемента.
2. Определение молекулярной формулы вещества на основе относительной плотности паров вещества по водороду.

1. Определение эмпирической формулы

Известные массовые доли элементов:

• Углерод (C): 54,55%,
• Водород (H): 9,09%,
• Кислород (O): 36,36%.

Для удобства примем массу вещества равной 100 г. Тогда массы элементов:

• Масса углерода = ( 54,55 \, \text{г} ),
• Масса водорода = ( 9,09 \, \text{г} ),
• Масса кислорода = ( 36,36 \, \text{г} ).

Теперь определим количество молей каждого элемента. Для этого делим массу элемента на его молярную массу:

• ( n(\text{C}) = \frac{54,55}{12} \approx 4,54 \, \text{моль} ),
• ( n(\text{H}) = \frac{9,09}{1} \approx 9,09 \, \text{моль} ),
• ( n(\text{O}) = \frac{36,36}{16} \approx 2,27 \, \text{моль} ).

Далее находим соотношение молей каждого элемента. Для этого делим количество молей каждого элемента на минимальное из них (( n(\text{O}) = 2,27 )):

• ( \frac{n(\text{C})}{n(\text{O})} = \frac{4,54}{2,27} \approx 2 ),
• ( \frac{n(\text{H})}{n(\text{O})} = \frac{9,09}{2,27} \approx 4 ),
• ( \frac{n(\text{O})}{n(\text{O})} = \frac{2,27}{2,27} = 1 ).

Таким образом, соотношение атомов углерода, водорода и кислорода равно ( \text{C}_2\text{H}_4\text{O} ).

Эмпирическая формула вещества: ( \text{C}_2\text{H}_4\text{O} ).

2. Определение молекулярной формулы

Относительная плотность паров вещества по водороду равна 22. Это означает, что молекулярная масса вещества в 22 раза больше молекулярной массы водорода (( \text{M}(\text{H}_2) = 2 \, \text{г/моль} )):

[ \text{M}(\text{вещества}) = 22 \cdot 2 = 44 \, \text{г/моль}. ]

Молекулярная масса эмпирической формулы ( \text{C}_2\text{H}_4\text{O} ) равна: [ \text{M}(\text{C}_2\text{H}_4\text{O}) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 16 = 44 \, \text{г/моль}. ]

Так как молекулярная масса совпадает с массой эмпирической формулы, молекулярная формула совпадает с эмпирической.

Молекулярная формула вещества: ( \text{C}_2\text{H}_4\text{O} ).

Ответ

Формула кислородсодержащего вещества: ( \text{C}_2\text{H}_4\text{O} ).
Это вещество — этаналь (ацетальдегид) или диметиловый эфир, так как оба имеют такую формулу.

Для нахождения формулы кислородсодержащего вещества, сначала определим его молекулярную массу. Относительная плотность паров по водороду равна 22, значит, молекулярная масса вещества составляет:

[ M = 22 \times 2 = 44 \, \text{г/моль} ]

Теперь найдем мольные соотношения элементов в веществе:

1. Углерод (C): 54,55%

   • Молярная масса C = 12 г/моль
   • Моли C = ( \frac{54,55}{12} \approx 4,55 )

2. Водород (H): 9,09%

   • Молярная масса H = 1 г/моль
   • Моли H = ( \frac{9,09}{1} \approx 9,09 )

3. Кислород (O): 36,36%

   • Молярная масса O = 16 г/моль
   • Моли O = ( \frac{36,36}{16} \approx 2,27 )

Теперь найдем наименьшее целое соотношение между мольными количествами:

• Делим все значения на 2,27:
  • C: ( \frac{4,55}{2,27} \approx 2 )
  • H: ( \frac{9,09}{2,27} \approx 4 )
  • O: ( \frac{2,27}{2,27} = 1 )

Таким образом, получаем формулу ( C_2H_4O ).

Для вывода формулы кислородсодержащего вещества, сначала необходимо определить его молекулярную формулу, используя данные о процентном содержании элементов и относительную плотность паров.

1. Определим массы элементов в 100 г вещества:

   • Углерод (C): 54,55 г
   • Водород (H): 9,09 г
   • Кислород (O): 36,36 г

2. Переведем массу каждого элемента в количество молей:

   • Моля углерода (C): [ n_C = \frac{54,55\, \text{г}}{12\, \text{г/моль}} = 4,54\, \text{моля} ]
   • Моля водорода (H): [ n_H = \frac{9,09\, \text{г}}{1\, \text{г/моль}} = 9,09\, \text{моля} ]
   • Моля кислорода (O): [ n_O = \frac{36,36\, \text{г}}{16\, \text{г/моль}} = 2,27\, \text{моля} ]

3. Нормализуем количество молей: Чтобы получить целые числа, делим все значения на наименьшее количество молей (в данном случае 2,27):

   • Углерод: [ \frac{4,54}{2,27} \approx 2 ]
   • Водород: [ \frac{9,09}{2,27} \approx 4 ]
   • Кислород: [ \frac{2,27}{2,27} = 1 ]

Таким образом, эмпирическая формула вещества: ( C_2H_4O ).

1. Определим молекулярную формулу: Теперь, зная относительную плотность паров данного вещества по водороду, можем найти его молекулярную массу. Относительная плотность 22 указывает на то, что молекулярная масса вещества в 22 раза больше молекулярной массы водорода (1 г/моль): [ M_{\text{вещества}} = 22 \times 1\, \text{г/моль} = 22\, \text{г/моль} ]

2. Считаем молекулярную массу эмпирической формулы ( C_2H_4O ):

   • Масса углерода: ( 2 \times 12 = 24 \, \text{г/моль} )
   • Масса водорода: ( 4 \times 1 = 4 \, \text{г/моль} )
   • Масса кислорода: ( 1 \times 16 = 16 \, \text{г/моль} )

Суммируем: [ M_{\text{C}_2\text{H}_4\text{O}} = 24 + 4 + 16 = 44\, \text{г/моль} ]

1. Сравниваем молекулярные массы: Относительная молекулярная масса эмпирической формулы (44 г/моль) больше, чем 22 г/моль. Это означает, что мы должны уменьшить формулу вдвое, чтобы получить правильную молекулярную формулу. Однако, поскольку 44 г/моль не соответствует 22 г/моль, необходимо пересмотреть расчет.

Поскольку относительная плотность 22 не соответствует эмпирической формуле, возможно, ошибка в расчетах. Нужно учитывать, что относительная плотность 22 указывает на то, что вещество может быть ( C_4H_8O_2 ), так как: [ \text{Молекулярная масса } C_4H_8O_2 = 4 \times 12 + 8 \times 1 + 2 \times 16 = 48 + 8 + 32 = 88 \, \text{г/моль} ] Относительная плотность по водороду будет: [ \frac{88}{2} = 44 ] Это значение не совпадает, поэтому проверим еще раз.

Теперь, учитывая, что по расчетам 44 г/моль не совпадает с 22 г/моль, нам следует проверить другой подход. Однако, согласно эмпирической формуле, вещество соответствует формуле ( C_2H_4O ) или ( C_4H_8O_2 ), что указывает на возможные ошибки в приведенных данных.

Если мы вернемся к исходной информации, правильная молекулярная формула должна быть пересмотрена для обеспечения соответствия предоставленным данным. Возможно, стоит уточнить данные о плотности или пересмотреть молекулярную массу.

Таким образом, окончательная формула кислородсодержащего вещества на основании предоставленных данных может быть ( C_4H_8O_2 ) (например, уксусная кислота).