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

Чтобы решить эту задачу, давайте разберёмся с данными и обнаружим, какую молекулярную формулу можно определить для газа, имея информацию о его составе и плотности.

Шаг 1: Определем молекулярную массу газа.

Плотность газа относительно кислорода (O₂) равна 0,5. Плотность воздуха обычно берётся как 1. То есть, если плотность нашего газа по отношению к единице (O₂) равна 0,5, это значит, что он легче кислорода. Мы можем использовать это значение, чтобы находить молекулы:

Молекулярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль.

Следовательно, молекулярная масса нашего газа (M) будет:

\[ M = 0.5 \times 32 = 16 \text{ г/моль}. \]

Шаг 2: Учитываем состав газа.

Согласно условию задачи, газ состоит только из углерода (C) и водорода (H). Поскольку содержание водорода в газе составляет 25% по массе, то углерод должен составлять 75% по массе.

Обозначим молекулярную массу углерода как 12 г/моль и водорода как 1 г/моль.

Шаг 3: Найдем отношения атомов углерода и водорода.

Пусть х – масса углерода, а у – масса водорода.

Согласно информации:

• По массе:
  • 75%: х = 0.75 * 16 = 12 г (углерод),
  • 25%: у = 0.25 * 16 = 4 г (водород).

Шаг 4: Рассчитаем количество молей.

Теперь находим количество молей углерода и водорода:

• Моли углерода: \[ n_C = \frac{12 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль} \]

• Моли водорода: \[ n_H = \frac{4 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль} \]

Шаг 5: Составим формулу.

На основе количества молей, мы можем составить формулу газа:

• 1 моль углерода и 4 моль водорода дают формулу: \[ C_1H_4 \] что можно записать как \[ CH_4 \]

Шаг 6: Название газа.

Газ с формулой CH₄ называется метан.

Ответ: метан