. При сжигании 0.46 г органического вещества было получено 0.88 г оксида углерода (IV) и 0.54 г воды. Плотность паров вещества по водороду равна 23. Определите его молекулярную формулу
Чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, начнем с анализа полученных продуктов сгорания: углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O).
- Найдем количество углерода и водорода в продуктах сгорания.
Для CO₂:
- Масса углерода в 0.88 г CO₂: \[ m_{C} = \frac{0.88 \, \text{г} \times 12 \, \text{г/моль}}{44 \, \text{г/моль}} = 0.24 \, \text{г} \]
Для H₂O:
- Масса водорода в 0.54 г H₂O: \[ m_{H} = \frac{0.54 \, \text{г} \times 2 \, \text{г/моль}}{18 \, \text{г/моль}} = 0.06 \, \text{г} \]
- Найдем, сколько углерода и водорода содержится в исходном веществе.
У нас есть:
- Масса углерода: 0.24 г
- Масса водорода: 0.06 г
Согласно уравнению массы веществ, исходное соединение состояло из углерода, водорода и, возможно, других элементов. Наша задача – выяснить соотношение между ними.
- Найдем количество каждого элемента в молях.
Для углерода (C): \[ n_{C} = \frac{0.24 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 0.02 \, \text{моль} \]
Для водорода (H): \[ n_{H} = \frac{0.06 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 0.06 \, \text{моль} \]
- Установим соотношение между атомами каждого элемента.
Разделим на малое количество:
Для C: \[ \frac{0.02}{0.02} = 1 \]
Для H: \[ \frac{0.06}{0.02} = 3 \]
Это дает соотношение 1:3 для углерода и водорода.
- Теперь определим молекулярную массу вещества с учетом его плотности.
Плотность паров вещества относительно водорода равна 23, следовательно: \[ M_{мол} = 23 \times 2 = 46 \, \text{г/моль} \]
- Найдем составную формулу.
Мы нашли мольное соотношение:
- C: 1
- H: 3
Таким образом, по текущим данным, эмпирическая формула нашего вещества – CH₃.
Так как молекулярная масса (46 г/моль) в два раза больше расчётной массы по эмпирической формуле (15 г/моль для CH₃), это указывает на то, что молекулы вещества имеют удвоенный состав. Следовательно, мы можем предположить, что молекулярная формула вещества будет C₂H₆.
Таким образом, молекулярная формула органического вещества, сожжённого в данном эксперименте, – C₂H₆.
