При сгорании органического вещества массой 2,32 г образовалось 7,04 CO2 и 3,6 г H2O. Плотность паров вещества по воздуху составляет 2. Вычислите молекулярную формулу вещества
Для нахождения молекулярной формулы органического вещества, сначала определим количество углерода (C) и водорода (H), которое образуется при сгорании.
Определим количественные данные:
- Из уравнения реакции известно, что 1 моль CO₂ содержит 1 моль углерода, а 1 моль H₂O содержит 2 моль водорода.
- Масса CO₂ = 7,04 г.
- Масса H₂O = 3,6 г.
Рассчитаем количество молей:
Для CO₂: \[ M_{CO₂} = 12 + 16 \times 2 = 44 \, \text{г/моль} \] \[ n_{CO₂} = \frac{7,04 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} \approx 0,16 \, \text{моль} \]
Для H₂O: \[ M_{H₂O} = 1 \times 2 + 16 = 18 \, \text{г/моль} \] \[ n_{H₂O} = \frac{3,6 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} \]
Определим количество атомов C и H:
Количество атомов углерода (C): \[ n_{C} = n_{CO₂} = 0,16 \, \text{моль} \]
Количество атомов водорода (H): \[ n_{H} = 2 \times n_{H₂O} = 2 \times 0,2 = 0,4 \, \text{моль} \]
Выразим отношение C:H:
- Соотношение углерода к водороду: \[ C:H = 0,16:0,4 = 2:5 \]
Таким образом, мы можем записать эмпирическую формулу вещества как \(C_2H_5\).
Определим молекулярную массу вещества:
- Плотность паров вещества по воздуху составляет 2, что означает, что молекулярная масса нашего вещества в два раза больше молекулярной массы воздуха (около 29 г/моль): \[ M_{вещества} = 2 \times 29 = 58 \, \text{г/моль} \]
Сравним молекулярную массу с эмпирической:
- Молекулярная масса \(C_2H_5\): \[ M_{C_2H_5} = 2 \times 12 + 5 \times 1 = 24 + 5 = 29 \, \text{г/моль} \]
Находим соотношение:
- Соотношение молекулярной массы к эмпирической: \[ \frac{58}{29} = 2 \]
Следовательно, молекулярная формула: Удвояем эмпирическую формулу: \[ (C_2H_5) \times 2 = C_4H_{10} \]
Таким образом, молекулярная формула органического вещества — \(C_4H_{10}\).
