Для решения задачи начнем с определения молекулярной формулы углеводорода (УВ) на основе данных о массовой доле углерода и водорода в нем, а также информации об относительной плотности паров.
Шаг 1: Определение массы элементов
Известно, что:
- Массовая доля углерода (C) = 81,82%
- Массовая доля водорода (H) = 18,18%
Предположим, что у нас есть 100 г данного углеводорода, тогда мы получим:
- Масса углерода = 81,82 г
- Масса водорода = 18,18 г
Шаг 2: Вычисление мольных количеств
Для нахождения мольного количества каждого элемента используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где (n) — мольное количество, (m) — масса, (M) — молярная масса.
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
Теперь находим мольные количества:
[
n_C = \frac{81,82 , \text{г}}{12 , \text{г/моль}} \approx 6,818
]
[
n_H = \frac{18,18 , \text{г}}{1 , \text{г/моль}} = 18,18
]
Шаг 3: Определение соотношения количеств элементов
Теперь найдем соотношение мольных количеств, разделив каждое значение на меньшее из них:
[
\text{Для углерода: } \frac{n_C}{n_C} = \frac{6,818}{6,818} = 1
]
[
\text{Для водорода: } \frac{n_H}{n_C} = \frac{18,18}{6,818} \approx 2,67
]
Шаг 4: Приведение к целым числам
Соотношение получается приблизительно 1 : 2,67. Умножим на 3, чтобы получить целые числа:
- Углерод: (1 \cdot 3 = 3)
- Водород: (2,67 \cdot 3 \approx 8)
Таким образом, у нас получается, что соотношение C:H ≈ 3:8. Молекулярная формула будет C₃H₈.
Шаг 5: Проверка относительной плотности
Далее, согласно условию задачи,Relative density (относительная плотность) паров углеводорода по водороду составляет 2. Это означает, что молекулярная масса нашего углеводорода должна быть равна 2 * молекулярной массе водорода.
Молярная масса водорода: 2 г/моль, следовательно, для нашего углеводорода:
[
M_{УВ} = 2 \cdot 2 = 4 , \text{г/моль}
]
Однако у нас уже есть формула C₃H₈, молярная масса которой рассчитывается так:
[
M_{C₃H₈} = (3 \cdot 12) + (8 \cdot 1) = 36 + 8 = 44 , \text{г/моль}
]
Вывод
Таким образом, молекулярная формула углеводорода (УВ) равна C₃H₈ (пропан).
Итог: Получили формулу C₃H₈, а массовая доля углерода и водорода соотносится как 81,82% к 18,18%.
