При очистке сточных вод, содержащих органические вещества, методом брожения выделился газ с относительной плотностью по кислороду 0,5. Определите молекулярную формулу этого газа,…

Для решения задачи начнем с анализа условий и данных.

1. Дано:

   • Относительная плотность газа по кислороду = 0,5.
   • Газ состоит из углерода и водорода.
   • Содержание водорода в газе = 25% (по массе).

2. Определим молекулярную массу газа:

   • Относительная плотность газа по кислороду означает, что молярная масса газа в 0,5 раза меньше, чем молярная масса кислорода (O₂).
   • Молярная масса O₂ = 32 г/моль, тогда молярная масса газа: \[ M_{\text{газа}} = 0,5 \cdot 32 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г/моль} \]

3. Состав газа:

   • Пусть молекулярная формула газа имеет вид \( C_xH_y \). Мы знаем, что водород составляет 25% по массе в газе.
   • Рассмотрим, что масса одного моля газа составляет 16 г.
   • Содержимое водорода: \[ \text{Масса водорода} = 0,25 \cdot 16 \, \text{г} = 4 \, \text{г} \]
   • Молярная масса атома водорода \( H \) составляет 1 г/моль, поэтому количество молей водорода: \[ n_H = \frac{4 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 4 \, \text{моль} \]

4. Определение углерода:

   • Масса углерода в газе: \[ \text{Масса углерода} = 16 \, \text{г} - 4 \, \text{г} = 12 \, \text{г} \]
   • Молярная масса углерода \( C \) составляет 12 г/моль. Таким образом, количество молей углерода: \[ n_C = \frac{12 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль} \]

5. Соотношение углерода и водорода:

   • Мы имеем одно моль углерода (C) и четыре моль водорода (H). Следовательно, молекулярная формула газа: \[ \text{Формула} = C_1H_4 \text{ или } CH_4 \]

6. Идентификация газа:

   • Газ с такой формулой \( CH_4 \) известен как метан. Это горючее вещество, которое часто используется как топливо и применяется на водоочистительных станциях.

7. Ответ:

   • Название газа: метан.

Таким образом, мы пришли к выводу, что молекулярная формула газа - это \( \text{CH}_4 \), а название газа с маленькой буквы: метан.