Задача Задача №2933811
А
А
При очистке сточных вод, содержащих органические вещества, методом брожения выделился газ с относительной плотностью по кислороду 0,5. Определите молекулярную формулу этого газа,…
Запрос пользователя
При очистке сточных вод, содержащих органические вещества, методом брожения выделился газ с относительной плотностью по кислороду 0,5. Определите молекулярную формулу этого газа, если известно, что он состоит из углерода и водорода и используется на водоочистительных станциях как горючее. Также известно, что содержание в нём водорода составляет 25 % (по массе).
Чтобы решить эту задачу, давайте пошагово разберем, как определить молекулярную формулу газа с учетом всех данных.
Шаг 1: Определим молекулярную массу газа
- Относительная плотность газа: Из условия задачи известно, что относительная плотность газа по кислороду равна 0,5. Это означает, что мы можем использовать формулу для относительной плотности: \[ \text{Относительная плотность} = \frac{\text{Масса молекулы газа}}{\text{Масса молекулы кислорода}} \] Молекулярная масса кислорода (O₂) равна около 32 г/моль (16 г/моль на атом, 2 атома в молекуле). Подставляем это значение: \[ 0.5 = \frac{M}{32} \] Где \( M \) — это молекулярная масса нашего газа. Решим это уравнение: \[ M = 0.5 \times 32 = 16 \text{ г/моль} \]
Шаг 2: Разберем содержание водорода и углерода в молекуле газа
Содержание водорода: Согласно условию задачи, содержание водорода по массе составляет 25%. Это значит, что из 100 г газа 25 г — это водород (H), а оставшиеся 75 г — углерод (C).
Определим количество молей:
- Молярная масса водорода (H) — 1 г/моль.
- Количество молей водорода: \[ n_H = \frac{25 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 25 \text{ моль} \]
- Молярная масса углерода (C) — 12 г/моль.
- Количество молей углерода: \[ n_C = \frac{75 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 6.25 \text{ моль} \]
Шаг 3: Определим отношение углерода к водороду
- Определение соотношений: Мы имеем 6.25 моль углерода и 25 моль водорода. Чтобы получить целочисленные отношения, делим оба значения на 6.25: \[ \text{Соотношение углерода (C)} = \frac{6.25}{6.25} = 1 \] \[ \text{Соотношение водорода (H)} = \frac{25}{6.25} = 4 \]
Шаг 4: Записываем молекулярную формулу
- Молекулярная формула: Из найденных соотношений можно записать молекулярную формулу газа: \[ \text{Газы типа} \, C_nH_m \rightarrow C_1H_4 \rightarrow CH_4 \] Это метан.
Итак, ответ:
Молекулярная формула газа: \( CH_4 \) (метан)
