5. Газообразное вещество содержит 85,7% углерода и 14,3% водорода. Плотность этого вещества по водороду равна 14. Какова молекулярная формула вещества?
Чтобы найти молекулярную формулу газообразного вещества, содержащего 85,7% углерода (C) и 14,3% водорода (H), будем следовать нескольким шагам.
Шаг 1: Определение относительных количеств элементов
Сначала находим количество молей углерода и водорода в 100 г вещества.
Количество молей углерода (C):
- Масса углерода: 85,7 г.
- Молярная масса углерода (C) равна 12 г/моль.
- Количество молей углерода: \[ n_C = \frac{85,7 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 7,14 \text{ моль} \]
Количество молей водорода (H):
- Масса водорода: 14,3 г.
- Молярная масса водорода (H) равна 1 г/моль.
- Количество молей водорода: \[ n_H = \frac{14,3 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 14,3 \text{ моль} \]
Шаг 2: Определение соотношения моль
Теперь нам нужно вычислить соотношение между углеродом и водородом, чтобы получить малую формулу вещества. Для этого делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей:
- Наименьшее количество молей: \( n_H = 14,3 \).
Теперь делим:
\[ \text{Соотношение углерода (C)} = \frac{7,14}{14,3} \approx 0,5 \]
\[ \text{Соотношение водорода (H)} = \frac{14,3}{14,3} = 1 \]
Шаг 3: Приведение соотношений к целым числам
Чтобы получить целые числа, умножим соотношения на 2:
\[ C = 0,5 \cdot 2 = 1 \] \[ H = 1 \cdot 2 = 2 \]
Шаг 4: Малые формулы и молекулярная формула
Теперь у нас есть относительное соотношение 1:2, что соответствует малой формуле \( CH_2 \).
Шаг 5: Расчет молекулярной формулы
Мы знаем, что плотность вещества по водороду равна 14, что означает, что молекулярная масса вещества составляет \( 14 \times 1 = 14 \text{ г/моль} \).
Теперь нам нужно найти молекулярную формулу. Молярная масса \( CH_2 \) равна: \[ 12 \text{ (углерод)} + 2 \cdot 1 \text{ (водород)} = 14 \text{ г/моль} \]
Таким образом, молекулярная формула вещества совпадает с малой формулой.
Ответ:
Молекулярная формула вещества: \( CH_2 \)
