Для определения молекулярной формулы углеводорода, давайте пройдемся по шагам.
Найдем количество углерода (C) в углекислом газе (CO₂): Масса углекислого газа, образовавшегося при сгорании: 26,4 г. Молярная масса углекислого газа: 12 (C) + 2*16 (O) = 44 г/моль.
Количество молей углекислого газа: \[ n_{CO2} = \frac{26,4 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \approx 0,6 \text{ моль} \]
Поскольку в 1 моле CO₂ содержится 1 моль углерода, значит, количество углерода в продуктах сгорания равно 0,6 моль.
Найдем количество водорода в углеводороде: Углеводороды содержат также водород. Сначала найдем массу водорода, образовавшегося при сгорании. Для этого найдем общее количество атомов водорода, использованных в реакции.
Общее количество углеводорода (в г): 8,6 г. Масса углерода в углеводороде: 0,6 моль * 12 г/моль = 7,2 г. Теперь определим массу водорода: \[ m_H = m_{\text{углеводорода}} - m_C = 8,6 \text{ г} - 7,2 \text{ г} = 1,4 \text{ г} \]
Теперь найдем количество водорода в моль: Молярная масса водорода (H): 1 г/моль. \[ n_H = \frac{1,4 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 1,4 \text{ моль} \]
Определим процентные соотношения углерода и водорода в углеводороде: Количество углерода (C): 0,6 моль. Количество водорода (H): 1,4 моль.
Составим соотношение для определения коэффициентов в молекулярной формуле: Упрощаем отношение: \[ \text{C:H} = 0,6 : 1,4 \approx 3:7 \] Это дает нам молекулярную формулу углеводорода в виде \(C_3H_7\).
Учитывая плотность паров углеводорода: Плотность паров углеводорода по водороду равна 43. Это значит: \[ \text{Плотность} = \frac{m_{\text{молекулы}}}{22,4 \text{ л}} \times \text{г/моль} \] Хорошо иметь в виду, что при расчете массы, подставляя плотность паров по водороду (H), мы можем решить уравнение для нахождения молекулярной массы.
\[ M_{\text{молекулы}} = 43 \cdot 2 = 86 \text{ г/моль} \]
Теперь, сопоставив молекулярную массу с эмпирической формулой: Эмпирическая формула \(C_3H_7\) имеет массу: \[ M = 3 \cdot 12 + 7 \cdot 1 = 36 + 7 = 43 \text{ г/моль} \] Тогда, чтобы получить молекулярную формулу, нужно увеличить количество атомов в 2 раза: \[ C_6H_{14} \]
Таким образом, молекулярная формула искомого углеводорода - это \(C_6H_{14}\).