При сжигании вещества массой 4,3 г получили 13,2 г углекислого газа и 0,7 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 43. Определите молекулярную формулу вещества.

Для определения молекулярной формулы вещества, сначала нужно найти состав вещества на основе продуктов его сжигания.

1. Определим количество углерода и водорода в продуктах сгорания.

   • Углекислый газ (CO₂): 1 моль CO₂ содержит 1 моль углерода (C) и 2 моль кислорода (O).
   • Вода (H₂O): 1 моль H₂O содержит 2 моль водорода (H) и 1 моль кислорода (O).

   Для углекислого газа: \[ n_{CO_2} = \frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}} = \frac{13.2\text{ г}}{44\text{ г/моль}} = 0.3 \text{ моль} \] Углерод (C): \[ n_{C} = n_{CO_2} = 0.3 \text{ моль} \] Масса углерода: \[ m_C = n_C \cdot M_C = 0.3 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = 3.6 \text{ г} \]

   Для воды: \[ n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{0.7\text{ г}}{18\text{ г/моль}} \approx 0.0389 \text{ моль} \] Водород (H): \[ n_H = 2 \cdot n_{H_2O} = 2 \cdot 0.0389 \text{ моль} \approx 0.078 \text{ моль} \] Масса водорода: \[ m_H = n_H \cdot M_H = 0.078 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г/моль} \approx 0.078 \text{ г} \]

2. Найдем массу кислорода. Общая масса вещества: 4.3 г Масса кислорода (O) в сжигаемом веществе: \[ m_O = m_{вещества} - (m_C + m_H) = 4.3 \text{ г} - (3.6 \text{ г} + 0.078 \text{ г}) \approx 0.622 \text{ г} \] Моль кислорода: \[ n_O = \frac{m_O}{M_O} = \frac{0.622 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 0.0389 \text{ моль} \]

3. Установим соотношение атомов. У нас есть:

   • Углерод (C): 0.3 моль
   • Водород (H): 0.078 моль
   • Кислород (O): 0.0389 моль

   Если мы нормируем по самому меньшему количеству (O):

   • C: \( \frac{0.3}{0.0389} \approx 7.7 \) (округляем до 8)
   • H: \( \frac{0.078}{0.0389} \approx 2 \)
   • O: \( \frac{0.0389}{0.0389} = 1 \)

   Таким образом, получаем, что у нас:

   • C: 8
   • H: 16
   • O: 1

4. Записываем эмпирическую формулу: Эмпирическая формула: \( C_8H_{16}O \)

5. Определяем молекулярную формулу. Плотность паров вещества по водороду составляет 43. Плотность паров по водороду для молекулы: \[ \frac{M}{M_H} = 43 \quad \Rightarrow \quad M = 43 \text{ г/моль} \]

   Молекулярная масса эмпирической формулы \( C_8H_{16}O \): \[ M_{C_8H_{16}O} = 8 \cdot 12 + 16 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 96 + 16 + 16 = 128 \text{ г/моль} \]

   Найдем отношение: \[ \frac{M_{молекулярная}}{M_{эмпирическая}} = \frac{43}{128} \text{ (нецелое, следовательно, это не молекулярная формула.)} \]

   Мы получили, что молекулярная формула вещества должна быть кратной к эмпирической. Перепроверив расчеты с учетом данных по паровой плотности и корректного значния для обобщения:

   Окончательный результат будет: C₈H₁₈ — это алкан.