выведите формулу янтарной кислоты, если углерода в ней 40,68%, водорода 5,08%, а кислорода 54,24%, зная, что плотность паров ее по водороду равна 59
Для нахождения формулы янтарной кислоты, мы начнем с определения молекулярной массы и кратного соотношения элементов в её составе.
Определим массовые доли элементов:
- Углерод (C): 40,68%
- Водород (H): 5,08%
- Кислород (O): 54,24%
Посчитаем количество моль каждого элемента: Используем атомные массы:
- Углерод (C) ≈ 12 г/моль
- Водород (H) ≈ 1 г/моль
- Кислород (O) ≈ 16 г/моль
Принимаем, что 100 г вещества:
- Моль углерода: \[ \frac{40,68 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 3,39 \text{ моль} \]
- Моль водорода: \[ \frac{5,08 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 5,08 \text{ моль} \]
- Моль кислорода: \[ \frac{54,24 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 3,39 \text{ моль} \]
Найдем соотношение: Теперь делим количество моль каждого элемента на наименьшее количество моль (3,39):
- Углерод: \[ \frac{3,39}{3,39} = 1 \]
- Водород: \[ \frac{5,08}{3,39} \approx 1,5 \]
- Кислород: \[ \frac{3,39}{3,39} = 1 \]
Это соотношение показывает, что в формуле янтарной кислоты (C, H, O):
- C = 1
- H = 1,5
- O = 1
Приведем коэффициенты к целым числам: Умножим все коэффициенты на 2, чтобы избавиться от десятичного значения:
- C = 2
- H = 3
- O = 2
Так, формула янтарной кислоты: \( C_4H_6O_4 \).
Определим молекулярную массу: Теперь определим молекулярную массу янтарной кислоты: \[ M = 4(12) + 6(1) + 4(16) = 48 + 6 + 64 = 118 \text{ г/моль} \]
Использование данных о плотности паров: Плотность паров по водороду равна 59, что соответствует формуле: \[ M_{молекулы} = 2 \times \text{плотность паров (по водороду)} \] Отсюда: \[ M = 2 \times 59 = 118 \text{ г/моль} \]
Таким образом, мы подтвердили, что молекулярная масса совпадает с полученной формой \( C_4H_6O_4 \).
Формула янтарной кислоты: C₄H₆O₄.
