Установите молекулярную формулу вещества, если массовая доля углерода в нем составляет 26,67%, водорода – 2,22%, кислорода – 71,11%. Относительная молекулярная масса этого…

Чтобы установить молекулярную формулу вещества на основе массовых долей элементов, нужно пройти несколько шагов. Давайте разберем решение поэтапно.

Шаг 1: Определим количества атомов каждого элемента

Известно, что массовая доля углерода (C) составляет 26,67%, водорода (H) – 2,22%, кислорода (O) – 71,11%. Мы можем предположить, что количество вещества равно 100 г. Таким образом, мы получим массу каждого элемента в граммах:

• Масса углерода (C): 26,67 г
• Масса водорода (H): 2,22 г
• Масса кислорода (O): 71,11 г

Шаг 2: Определим количество молей каждого элемента

Для этого нам нужно использовать символы для относительных атомных масс элементов:

• Относительная атомная масса углерода (C) ≈ 12 г/моль
• Относительная атомная масса водорода (H) ≈ 1 г/моль
• Относительная атомная масса кислорода (O) ≈ 16 г/моль

Теперь найдём количество молей каждого элемента, используя формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где \( n \) - количество молей, \( m \) - масса элемента, \( M \) - относительная атомная масса.

1. Для углерода (C): \[ n_C = \frac{26,67 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 2,22 \, \text{моля} \]

2. Для водорода (H): \[ n_H = \frac{2,22 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} \approx 2,22 \, \text{моля} \]

3. Для кислорода (O): \[ n_O = \frac{71,11 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} \approx 4,44 \, \text{моля} \]

Шаг 3: Находим соотношение элементов

Теперь нужно найти соотношение количеств молей каждого из элементов. Для этого мы делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей:

• Количество молей углерода (C): \[ \text{отношение C} = \frac{2,22}{2,22} = 1 \]

• Количество молей водорода (H): \[ \text{отношение H} = \frac{2,22}{2,22} = 1 \]

• Количество молей кислорода (O): \[ \text{отношение O} = \frac{4,44}{2,22} = 2 \]

Шаг 4: Записываем эмпирическую формулу

На основе соотношений, мы можем записать эмпирическую формулу вещества: \[ C_1H_1O_2 \quad \text{или} \quad CH_2O \]

Шаг 5: Находим молекулярную формулу

Теперь, чтобы узнать молекулярную формулу, мы должны учесть относительную молекулярную массу, которая составляет 90 г/моль. Сначала найдём молекулярную массу эмпирической формулы \( CH_2O \):

\[ M_{\text{CH}_2O} = 12 \, \text{(C)} + 2 \times 1 \, \text{(H)} + 16 \, \text{(O)} = 12 + 2 + 16 = 30 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем, сколько раз эмпирическая формула входит в молекулярную: \[ n = \frac{M_{\text{молекулы}}}{M_{\text{эмпирической}}} = \frac{90}{30} = 3 \]

Итог: Записываем молекулярную формулу

Таким образом, молекулярная формула этого вещества будет: \[ C_3H_6O_6 \]

Это решение охватывает процесс вычисления молекулярной формулы вещества на основе данных о массовых долях элементов и относительной молекулярной массе.