Чтобы определить молекулярную формулу газа, который выделился при очистке сточных вод, давайте воспользуемся доступной информацией.
Step 1: Определение молекулярной массы газа
Из условия задачи известно, что относительная плотность газа по сравнению с кислородом составляет 0,5. Относительная плотность (или молекулярная масса) рассчитывается по формуле:
[
M_{\text{газ}} = d \cdot M_{\text{O}_2}
]
где:
- (d) — относительная плотность (в нашем случае 0,5);
- (M_{\text{O}_2}) — молекулярная масса кислорода, примерно 32 г/моль.
Подставим значения:
[
M_{\text{газ}} = 0.5 \cdot 32 = 16 \text{ г/моль}
]
Step 2: Определение содержания элементов в газе
Согласно условию, газ состоит из углерода (C) и водорода (H). Мы знаем, что содержание водорода составляет 25% по массе. Это означает, что 75% массы газа составляют углерод.
Обозначим:
- (m_C) — масса углерода в газе
- (m_H) — масса водорода в газе
Согласно условию, имеем:
[
m_H = 0.25 \cdot M_{\text{газ}} = 0.25 \cdot 16 = 4 \text{ г}
]
[
m_C = 0.75 \cdot M_{\text{газ}} = 0.75 \cdot 16 = 12 \text{ г}
]
Step 3: Определение количества моль элементов
Теперь найдем количество моль углерода и водорода, используя их молекулярные массы:
- Молярная масса углерода (M_C = 12 \text{ г/моль})
- Молярная масса водорода (M_H = 1 \text{ г/моль})
Количество моль углерода:
[
n_C = \frac{m_C}{M_C} = \frac{12}{12} = 1 \text{ моль}
]
Количество моль водорода:
[
n_H = \frac{m_H}{M_H} = \frac{4}{1} = 4 \text{ моль}
]
Step 4: Запись молекулярной формулы
Теперь мы можем записать молекулярную формулу газа. С учетом найденных количеств моль элементов, формула будет записана следующим образом:
[
C_1H_4 \quad \text{или просто} \quad CH_4
]
Итог
Молекулярная формула газа, который выделился при очистке сточных вод, — это (CH_4) (метан). Метан используется в качестве горючего и является стандартным компонентом при переработке органических материалов на водоочистительных станциях.
