Чтобы вывести молекулярную формулу вещества, содержащего 90% углерода, и имеющего плотность по водороду равную 20, начнем с анализа данных.
Процентное содержание углерода: Вещество содержит 90% углерода, значит оставшиеся 10% — это водород.
Определение массы углерода и водорода: Предположим, что у нас есть 100 граммов вещества. Это значит, что:
- Масса углерода (C) = 90 г,
- Масса водорода (H) = 10 г.
Определение количества моль:
- Молярная масса углерода (C) ≈ 12 г/моль,
- Молярная масса водорода (H) ≈ 1 г/моль.
Расчитаем количество моль для каждого элемента:
- Моли углерода: \( \frac{90\, \text{г}}{12\, \text{г/моль}} = 7.5 \, \text{моль} \),
- Моли водорода: \( \frac{10\, \text{г}}{1\, \text{г/моль}} = 10 \, \text{моль} \).
Соотношение моль: Чтобы упростить соотношение, необходимо определить наименьшее целое соотношение между количеством моль углерода и водорода. Давайте разделим оба значения на 7.5:
- Углерод: \( \frac{7.5}{7.5} = 1 \),
- Водород: \( \frac{10}{7.5} \approx 1.33 \).
Поскольку мы не можем иметь дробное количество атомов в молекулярной формуле, умножим все значения на 3, чтобы получить целые числа:
- Углерод: \( 1 \times 3 = 3 \),
- Водород: \( 1.33 \times 3 \approx 4 \).
Таким образом, формула вещества будет \( C_3H_4 \).
- Проверка с плотностью: Плотность по водороду равная 20 указывает на то, что молекула вещества в 20 раз тяжелее молекулы водорода. Это также подтверждает правильность молекулярной формулы, поскольку с увеличением числа атомов углерода и водорода молекулярная масса увеличивается.
В результате, молекулярная формула вещества — \( C_3H_4 \).
