Вывести молекулярную формулу углеводорода, содержащего 84,85 % углерода, плотность паров которого при н.у. составляет 8,84 г/л. (С14Н30)
Для вывода молекулярной формулы углеводорода, содержащего 84,85 % углерода, мы можем использовать несколько шагов.
Определим массовую долю водорода: Сначала найдем массу водорода в этом углеводороде. Если углерод составляет 84,85 %, то водород будет составлять: \[ 100\% - 84,85\% = 15,15\% \]
Посчитаем количество молей углерода и водорода: Молярная масса углерода (C) составляет примерно 12 г/моль, а молярная масса водорода (H) — примерно 1 г/моль.
Теперь мы можем выразить число молей углерода и водорода в 100 г углеводорода:
- Молей углерода (C): \[ n_C = \frac{84,85 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 7,07 \text{ моль} \]
- Молей водорода (H): \[ n_H = \frac{15,15 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 15,15 \text{ моль} \]
Составим малые целые числа: Чтобы получить простое отношение, разделим на наименьшее количество молей, в данном случае на 7,07: \[ \frac{n_C}{7,07} \approx 1 \quad \text{и} \quad \frac{n_H}{7,07} \approx 2,14 \] Это соотношение показывает, что на один атом углерода приходится приблизительно 2,14 атома водорода.
Приведем к целым числам: Умножив все на 7, мы можем получить целые числа:
- Углерод: \( C = 7 \)
- Водород: \( H = 15 \)
Это дает формулу \( C_7H_{15} \).
Проверим плотность паров: Плотность газов может быть рассчитана по формуле: \[ D = \frac{M}{24} \] Плотность паров равна 8,84 г/л, следовательно, молярная масса \( M \) будет: \[ 8,84 = \frac{M}{24} \implies M \approx 212,16 \text{ г/моль} \]
Для углеводорода с формулой \( C_nH_m \), можно оценить молярную массу следующим образом: \[ M = 12n + 1m \] При \( n = 14 \) и \( m = 30 \) получаем: \[ 12 \times 14 + 1 \times 30 = 168 + 30 = 198 \text{ г/моль} \]
Таким образом, несмотря на небольшие расхождения из-за округления, формула \( C_{14}H_{30} \) согласуется с исходными данными.
Таким образом, молекулярная формула данного углеводорода — C14H30.
