При спалюванні органічної речовини масою 6 г утворилися карбон (IV) оксид об’ємом 6,72 л (н. у.) і вода масою 7,2 г. Відносна густина пари цієї речовини за воднем становить 30.…
При спалюванні органічної речовини масою 6 г утворилися карбон (IV) оксид об’ємом 6,72 л (н. у.) і вода масою 7,2 г. Відносна густина пари цієї речовини за воднем становить 30. Виведіть молекулярну формулу органічної речовини. У відповіді запишіть число, що дорівнює сумі індексів у виведеній формулі.
Для решения этой задачи начнем с анализа данных. Мы знаем, что при сжигании органического вещества образуется углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Давайте определим количество молей углекислого газа и воды.
Расчет количества молей CO₂: Объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.) равен 6,72 л. Один моль газа занимает 22,4 л.
\[ n_{CO₂} = \frac{V}{V_m} = \frac{6.72 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.3 \, \text{моль} \]
Расчет количества молей H₂O: Масса воды составляет 7,2 г. Молярная масса воды (H₂O) равна 18 г/моль.
\[ n_{H₂O} = \frac{m}{M} = \frac{7.2 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0.4 \, \text{моль} \]
Определим количество углерода и водорода в органическом веществе:
- Из одного моля CO₂ мы знаем, что он содержит 1 моль углерода, следовательно, из 0,3 моль CO₂ мы получаем 0,3 моль углерода (C).
- Из одного моля H₂O мы знаем, что он содержит 2 моля водорода, следовательно, из 0,4 моль H₂O мы получаем 0,8 моль водорода (H).
Составим общее уравнение для органической молекулы: Обозначим органическое вещество как \(C_xH_y\). Из предыдущих расчетов:
\[ x = 0.3 \quad (углерод) \quad и \quad y = 0.8 \times 2 = 1.6 \quad (водород) \]
Для простоты, умножим оба индекса на 5, чтобы получить целые числа:
\[ C_{5}H_{8} \]
Относительная молярная масса органического вещества: Поскольку относительная густина паров данной органической вещества по водороду составляет 30, мы можем рассчитать молярную массу:
\[ d = \frac{M_{органического\ вещества}}{M_{H_2}} \Rightarrow M_{органического\ вещества} = 30 \times 2 = 60 \, г/моль \]
Проверим молярную массу \(C_5H_8\): \[ M = 5 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 60 \, г/моль \]
Итоговая молекулярная формула: Тогда молекулярная формула органического вещества - \(C_{5}H_{8}\).
Сумма индексов: Сумма индексов \(5 + 8 = 13\). Таким образом, итоговая сумма индексов в выведенной формуле составляет 13.
