Определите формулу углеводорода с массовой долей углеродаw(C)=82% плотность вещества p=1, 97 г/л Vм=22, 4л
Чтобы определить формулу углеводорода с заданными параметрами, начнем с анализа информации, которую вы предоставили.
Массовая доля углерода \( w(C) = 82\% \). Это значит, что в 100 г вещества содержится 82 г углерода и 18 г водорода (поскольку углеводороды состоят только из углерода и водорода).
Определение количества вещества. Найдем количество вещества (моль) углерода и водорода. Для этого используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) – количество вещества (в молях),
- \( m \) – масса (в граммах),
- \( M \) – молярная масса (г/моль).
Для углерода (\( C \)):
- Молярная масса углерода \( M(C) = 12 \, г/моль \). \[ n(C) = \frac{82 \, г}{12 \, г/моль} \approx 6.83 \, моль \]
Для водорода (\( H \)):
- Молярная масса водорода \( M(H) = 1 \, г/моль \). \[ n(H) = \frac{18 \, г}{1 \, г/моль} = 18 \, моль \]
- Определение соотношения углерода и водорода. Теперь нам нужно выяснить, в каком соотношении находятся углерод и водород, чтобы установить формулу углеводорода. Для этого делим количество молей каждого элемента на меньшее из них:
\[ \frac{n(C)}{n(H)} = \frac{6.83}{18} \approx 0.38 \]
Так как соотношение нецелое, преобразуем их к простым целым числам. Если мы умножим это соотношение на около 3, то получим:
\[ C_{3}H_{8} \]
Таким образом, углеводород имеет примерную формулу \( C_3H_8 \), что соответствует пропану.
- Проверка по плотности. Учитывая, что плотность \( p = 1.97 \, г/л \). Молярный объем газов при нормальных условиях (20 °C, 1 атм) равен \( 22.4 \, л/моль \). Мы можем проверить соответствие между плотностью и молярной массой:
\[ p = \frac{M}{V_m} \] где \( V_m = 22.4 \, л/моль \). Подставим:
\[ 1.97 \, г/л = \frac{M}{22.4 \, л} \]
Отсюда найдем молярную массу \( M = 1.97 \, г/л \times 22.4 \, л = 44.168 \, г/моль \).
Формула \( C_3H_8 \) действительно имеет молярную массу примерно \( 44 \, г/моль \), что подтверждает правильность нашего расчета.
Таким образом, формула углеводорода в данном случае – \( C_3H_8 \) (пропан).
