Определите молекулярную формулу углеводорода , если массовая доля углерода в нем равна 90%,а плотность этого вещества составляет 1,78 г/л
Для определения молекулярной формулы углеводорода, зная, что массовая доля углерода составляет 90%, а плотность вещества равна 1,78 г/л, сначала найдем состав молекулы.
Определим состав углеводорода:
- Поскольку массовая доля углерода (C) составляет 90%, это означает, что 10% массы вещества составляют водороды (H).
Определим мольные соотношения:
- В 100 г углеводорода будет 90 г углерода и 10 г водорода.
Выразим количество молей углерода и водорода:
Молярная масса углерода = 12 г/моль.
Молярная масса водорода = 1 г/моль.
Количество молей углерода: \[ n(C) = \frac{90 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 7,5 \, \text{моль} \]
Количество молей водорода: \[ n(H) = \frac{10 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 10 \, \text{моль} \]
Найдем отношение количества молей:
- Чтобы получить целые числа, разделим количество молей на наименьшее количество молей (7,5 моль):
- Отношение:
- Углерод: \(\frac{7.5}{7.5} = 1\)
- Водород: \(\frac{10}{7.5} = \frac{4}{3}\)
Это несоответствие в количестве молей предполагает, что мы можем использовать множественное целое число, чтобы получить целые значения. Умножим на 3, чтобы избавиться от дроби:
- C: 3
- H: 4
Таким образом, молекулярная формула углеводорода, учитывая, что составляет 90% углерода и 10% водорода, будет C3H4.
- Проверка плотности:
- Для проверки можно вычислить молекулярную массу C3H4: \[ M = (3 \cdot 12) + (4 \cdot 1) = 36 + 4 = 40 \, \text{г/моль} \]
- Теперь можно рассчитать молярный объем: Для идеального газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) объем составляет 22,4 л. Получаем: \[ Плотность = \frac{М}{V} = \frac{40 \, \text{г/моль}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 1.79 \, \text{г/л} \]
Это значение очень близко к заданной плотности 1,78 г/л, что подтверждает правильность найденной молекулярной формулы.
Таким образом, молекулярная формула углеводорода — C3H4.
