При сжигании неизвестного арена массой 4,6 г образовался СО2 объемом 7,84 дм3 . Назовите молекулярную формулу арена
Для нахождения молекулярной формулы арена, давайте сначала воспользуемся данными о образовавшемся углекислом газе (CO2).
Рассчитаем количество молей CO2: Объем CO2 = 7,84 дм³. При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 дм³. Мы можем рассчитать количество молей:
\[ n(CO2) = \frac{V(CO2)}{V_{m}} = \frac{7,84 \, \text{дм}^3}{22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}} \approx 0,350 \, \text{моль} \]
Определим количество углерода в арене: Каждая молекула CO2 содержит 1 атом углерода, следовательно, количество углерода, образованного из 0,350 моль CO2, равно:
\[ n(C) = n(CO2) = 0,350 \, \text{моль} \]
Рассчитаем массу углерода: Масса углерода (C) может быть найдена по формуле:
\[ m(C) = n(C) \times M(C) = 0,350 \, \text{моль} \times 12 \, \text{г/моль} = 4,2 \, \text{г} \]
(где \( M(C) \) — молярная масса углерода).
Выясним количество водорода: Известно, что при сжигании арена образуется также вода (H2O). Мы можем предположить, что вся масса арены уходит на образование CO2 и H2O. Масса арены составляет 4,6 г, в то время как части углерода составляют 4,2 г, значит масса водорода составляет:
\[ m(H) = m(арена) - m(C) = 4,6 \, \text{г} - 4,2 \, \text{г} = 0,4 \, \text{г} \]
Определим количество водорода: Теперь мы можем найти количество молей водорода:
\[ n(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{0,4 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 0,4 \, \text{моль} \]
Находим соотношение углерода и водорода: Теперь у нас есть:
- Углерод (C): 0,350 моль
- Водород (H): 0,4 моль
Нормируем соотношения:
\[ C:H = 0,350:0,4 \]
Упрощаем коэффициенты:
\[ C:H = 3,5:4 = 7:8 \]
Запишем молекулярную формулу: Таким образом, молекулярная формула арена имеет следующий вид:
\[ C_7H_8 \]
В итоге, молекулярная формула арена, образующего при сжигании 4,6 г, которая образует 7,84 дм³ CO2, равна \( C_7H_8 \) (также известен как толуол).
