Для решения задачи необходимо определить молекулярную формулу органического вещества на основе данных о продуктах его сгорания.
- Определим количество углерода (C) и водорода (H) в сгоревших продуктах.
- Углекислый газ (CO2): 15,84 г
- Вода (H2O): 6,48 г
Сначала мы найдем количество молей CO2 и H2O:
- Масса углерода:
[
\text{Молярная масса } CO_2 = 12 + 2 \times 16 = 44 \text{ г/моль}
]
[
n_{CO_2} = \frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}} = \frac{15,84 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \approx 0,36 \text{ моль}
]
Количество углерода:
[
n_{C} = n_{CO_2} = 0,36 \text{ моль}
]
- Масса водорода:
[
\text{Молярная масса } H_2O = 2 + 16 = 18 \text{ г/моль}
]
[
n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{6,48 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} \approx 0,36 \text{ моль}
]
Количество водорода:
[
n_{H} = 2 \times n_{H_2O} = 2 \times 0,36 \text{ моль} = 0,72 \text{ моль}
]
- Определим отношение атомов углерода и водорода:
Итак, из полученных данных у нас:
- Углерод: 0,36 моль
- Водород: 0,72 моль
Приведем эти значения к простейшей молярной отношении:
[
\frac{C}{H} = \frac{0,36}{0,36} : \frac{0,72}{0,36} = 1 : 2
]
Таким образом, в химической формуле вещества будет (\text{C}{1}\text{H}{2}).
- Определим молекулярную формулу:
Необходимо учесть молекулярную массу.
Относительная плотность вещества по воздуху (D = 2,9):
[
\text{Молярная масса воздуха} \approx 29 \text{ г/моль} \implies M_{\text{вещества}} = D \times M_{\text{воздуха}} = 2,9 \times 29 \text{ г/моль} \approx 84,1 \text{ г/моль}
]
- Определение числа атомов в молекуле:
- Молярная масса простейшего состава (\text{C}{1}\text{H}{2}):
[
M_{C_1H_2} = 12 + 2 = 14 \text{ г/моль}
]
Теперь найдем, сколько молей соответствует полученной молярной массе:
[
n = \frac{M_{\text{вещества}}}{M_{C_1H_2}} = \frac{84,1}{14} \approx 6
]
Это значит, что молекулярная формула будет:
[
\text{C}6\text{H}{12}
]
- Возможная структурная формула:
Молекула (\text{C}6\text{H}{12}) может принимать форму углеводов или алканов. Например, это может быть гексан (парафин):
[
\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3
]
Или циклическая форма, например, циклогексан.
Таким образом, окончательный ответ выглядит следующим образом:
- Молекулярная формула: (\text{C}6\text{H}{12})
- Возможная структурная формула: Гексан или циклогексан.
