Для решения задачи о молекулярной формуле алкана, зная, что относительная плотность его паров по водороду равна 50, воспользуемся следующими шагами:
Определим, что значит относительная плотность паров: Относительная плотность паров газа по водороду (H₂) означает, что один объем данного газа (в нашем случае – алкана) в том же состоянии температуры и давления будет весить в 50 раз больше, чем один объем водорода.
Выясним молекулярную массу водорода: Молекулярная масса водорода составляет примерно 2 г/моль.
Вычислим молекулярную массу алкана: Если относительная плотность паров алкана по водороду равна 50, то молекулярная масса алкана будет: \[ M_{алкана} = 50 \times M_{H_2} = 50 \times 2 \text{ г/моль} = 100 \text{ г/моль} \]
Запишем общую формулу алканов: Алканы имеют общую формулу CₙH₂ₙ₊₂, где n – это число атомов углерода.
Определим количество углерода (n): Молекулярная масса алкана можно выразить через n: \[ M_{алкана} = 12n + 2(n + 1) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2 \] Теперь приравняем это выражение к 100 г/моль: \[ 14n + 2 = 100 \] Выразим n: \[ 14n = 100 - 2 = 98 \\ n = \frac{98}{14} = 7 \]
Запишем молекулярную формулу алкана: Подставив n = 7 в формулу CₙH₂ₙ₊₂, получаем: \[ C_7H_{2 \times 7 + 2} = C_7H_{16} \]
Таким образом, молекулярная формула алкана, для которого относительная плотность паров по водороду равна 50, будет C₇H₁₆.