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

Чтобы определить молекулярную формулу газа, давайте разберемся с данными, которые нам предоставлены.

Данные:

1. Газ имеет относительную плотность по кислороду 0,5.
2. Газ состоит только из углерода (C) и водорода (H).
3. Содержание водорода в газе составляет 25% по массе.

Шаг 1: Определение молекулярной массы газа

Относительная плотность газа (d) определяется следующим образом: \[ d = \frac{\text{молярная масса газа}}{\text{молярная массаO_2}} \]

Молярная масса кислорода \( O_2 = 32 \, \text{г/моль} \).

Зная, что относительная плотность газа 0,5, мы можем рассчитать его молярную массу: \[ \text{молярная масса газа} = 0,5 \times 32 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г/моль} \]

Шаг 2: Определение массы углерода и водорода в газе

Пусть \( m \) – молекулярная масса газа, которая равна 16 г/моль. По условию, водород составляет 25% по массе.

1. Масса водорода в молекуле газа: \[ m_H = 0,25 \times m = 0,25 \times 16 \, \text{г} = 4 \, \text{г} \]

2. Таким образом, масса углерода: \[ m_C = m - m_H = 16 \, \text{г} - 4 \, \text{г} = 12 \, \text{г} \]

Шаг 3: Определение количества атомов углерода и водорода

Теперь рассчитаем количество атомов:

1. Молярная масса водорода = 1 г/моль: \[ n_H = \frac{m_H}{\text{молярная масса H}} = \frac{4 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 4 \, \text{моль} \]

2. Молярная масса углерода = 12 г/моль: \[ n_C = \frac{m_C}{\text{молярная масса C}} = \frac{12 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Формула газа

Теперь у нас есть 1 моль углерода и 4 моля водорода. Таким образом, молекулярная формула газа: \[ C_1H_4 \]

Это можно записать как: \[ CH_4 \]

Название

Газ с формулой \( CH_4 \) называется метан.

Ответ

Таким образом, окончательный ответ: метан.