При сгорании порции насыщенной одноосновной кислоты массой 4,6 г образовалось 2,24 дм3 углекислого газа и 1,8 г воды. Определи молекулярную формулу вещества, вычисли и запиши в…

Для решения задачи необходимо определить молекулярную формулу одноосновной кислоты на основе данных, которые нам даны.

Шаг 1: Определение количества вещества углекислого газа и воды

Сначала найдем количество вещества (в молях) углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O).

1. Углекислый газ (CO₂):

   • Известно, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 л (дм³).
   • У нас есть 2,24 дм³ CO₂.
   • Рассчитаем количество моль CO₂: \[ n_{CO_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{2,24 \, \text{дм}^3}{22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]

2. Вода (H₂O):

   • Молярная масса H₂O примерно \( 18 \, \text{г/моль} \).
   • У нас есть 1,8 г H₂O.
   • Рассчитаем количество моль H₂O: \[ n_{H_2O} = \frac{m}{M} = \frac{1,8 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]

Таким образом, мы нашли, что образовалось 0,1 моль CO₂ и 0,1 моль H₂O.

Шаг 2: Определение количества углерода и водорода

Из уравнений реакции:

• Каждый моль CO₂ содержит 1 моль углерода (C), значит из 0,1 моль CO₂ получается 0,1 моль углерода.
• Каждый моль H₂O содержит 2 моля водорода (H), значит из 0,1 моль H₂O получается 0,2 моль водорода.

Итак, итоговые количества элементов:

• Углерод (C): 0,1 моль
• Водород (H): 0,2 моль

Шаг 3: Определение количества кислорода

Теперь найдем количество кислорода, которое осталось в кислоте. Для этого нам нужно сначала рассчитать, сколько кислорода содержится в углекислом газе и воде.

1. Кислород из CO₂:

   • В 1 моль CO₂ содержится 2 моль кислорода.
   • Для 0,1 моль CO₂ кислорода: \[ 0,1 \, \text{моль CO}_{2} \times 2 = 0,2 \, \text{моль} \, O \]

2. Кислород из H₂O:

   • В 1 моль H₂O содержится 1 моль кислорода.
   • Для 0,1 моль H₂O кислорода: \[ 0,1 \, \text{моль H}_2O \times 1 = 0,1 \, \text{моль} \, O \]

Теперь суммируем количество кислорода: \[ 0,2 \, \text{моль} \, O + 0,1 \, \text{моль} \, O = 0,3 \, \text{моль} \, O \]

Шаг 4: Определение молекулярной формулы

Теперь у нас есть:

• Углерод (C): 0,1 моль
• Водород (H): 0,2 моль
• Кислород (O): 0,3 моль

Чтобы получить молекулярную формулу, нужно найти кратное соотношение для элементов. Деля все количества на наименьшее количество, в данном случае это 0,1:

• C: \( \frac{0,1}{0,1} = 1 \)
• H: \( \frac{0,2}{0,1} = 2 \)
• O: \( \frac{0,3}{0,1} = 3 \)

Таким образом, молекулярная формула кислоты — \( CH_2O_3 \).

Шаг 5: Вычисление относительной молекулярной массы

Теперь найдем относительную молекулярную массу \( CH_2O_3 \):

• Углерод (C): \( 12 \, \text{г/моль} \)
• Водород (H): \( 2 \times 1 = 2 \, \text{г/моль} \)
• Кислород (O): \( 3 \times 16 = 48 \, \text{г/моль} \)

Суммируем: \[ M = 12 + 2 + 48 = 62 \, \text{г/моль} \]

Ответ

1. Молекулярная формула вещества: \( CH_2O_3 \)
2. Относительная молекулярная масса: \( 62 \, \text{г/моль} \)