Для решения данной задачи, начнем с того, что в процессе сгорания алканов в атмосферу выделяются углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Основная реакция сгорания алканов может быть записана в общем виде следующим образом:
\[ C_nH_{2n+2} + (1.5n + n)O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O \]
Теперь, учитывая информацию из условия, можно сделать следующие выводы:
Объем алкана при нормальных условиях составляет 224 м³. Это объем 1 моль газа, что соответствует 22.4 литрам при н.у.
Добавленный объем известковой воды (Ca(OH)₂) 1 м³ с концентрацией 0,148% помогает определить количество Ca(OH)₂ в растворе.
- Масса Ca(OH)₂ в 1 м³: \[ 1 \, \text{м³} \times 1 \, \text{г/см}^3 \times 0.148/100 = 1.48 \, \text{г} \]
В процессе реакции с CO₂, Ca(OH)₂ реагирует с углекислым газом, образуя осадок карбоната кальция (CaCO₃): \[ Ca(OH)₂ + CO₂ \rightarrow CaCO₃ \downarrow + H₂O \]
Образовавшийся осадок частично растворился, и оставшаяся масса нерастворившегося осадка составила 1,0 г. Это означает, что количество произведенного углекислого газа может быть связано с количеством карбоната кальция, который образовался из углекислого газа, прошедшего через известковую воду.
Из уравнения видно, что 1 моль CaCO₃ содержит 1 моль CO₂. Поэтому, если расчет составляет:
- Молярная масса CaCO₃ ≈ 100 г/моль, тогда 1 г CaCO₃ соответствует \(\frac{1}{100}\) моль, значит образовалось \(0.01\) моль CO₂.
- Согласно уравнению реакции, это количество углекислого газа соответствует определенному количеству алкана, которое сгорело.
Если \(n \times 2 \approx 0.01\), то это указывает на то, что \(n\) может равняться 0.005, что означает, что формула алкана – это C₄H₁₀, что соответствует бутану.
Таким образом, формула алкана, о котором идет речь, – это C₄H₁₀.