При сжигании 0.46 г органического вещества было получено 0.88 г оксида углерода (IV) и 0.54 г воды. Плотность паров вещества по водороду равна 23. Определите его молекулярную…

Чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, следуем таким шагам:

1. Определим массы углерода и водорода, входящих в состав продукта сгорания.

   Из уравнения реакции сгорания органического вещества видно, что при сжигании образуются углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Используя массы полученных продуктов, мы можем рассчитать массу углерода и водорода.

   Для того чтобы найти массу углерода, нужно знать, сколько углерода содержится в образовавшемся углекислом газе:

   • Из 0.88 г CO₂ можно рассчитать массу углерода:
     • Молярная масса CO₂ = 12 + 2*16 = 44 г/моль.
     • Количество моль CO₂: \( n_{CO_2} = \frac{0.88 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 0.02 \, \text{моль} \).
     • Масса углерода в CO₂: \( 0.02 \, \text{моль} \times 12 \, \text{г/моль} = 0.24 \, \text{г} \).

   Теперь найдем массу водорода из воды:

   • Из 0.54 г H₂O можно рассчитать массу водорода:
     • Молярная масса H₂O = 2*1 + 16 = 18 г/моль.
     • Количество моль H₂O: \( n_{H_2O} = \frac{0.54 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0.03 \, \text{моль} \).
     • Масса водорода в H₂O: \( 0.03 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0.06 \, \text{г} \).

2. Запишем общую формулу для органического вещества.

   У нас есть:

   • Масса углерода (C): 0.24 г
   • Масса водорода (H): 0.06 г

   Сумма этих масс (углерода и водорода) дает часть массы органического вещества:

   • Масса кислорода (O) в веществе = Масса органического вещества - (Масса углерода + Масса водорода)
   • Масса кислорода = 0.46 г - (0.24 г + 0.06 г) = 0.16 г.

3. Найдём количество моль каждого элемента.

   Теперь определим количество моль каждого элемента:

   • Углерод (C): \( n_C = \frac{0.24 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 0.02 \, \text{моль} \).
   • Водород (H): \( n_H = \frac{0.06 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 0.06 \, \text{моль} \).
   • Кислород (O): \( n_O = \frac{0.16 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0.01 \, \text{моль} \).

4. Записать отношение количества моль элементов.

   Теперь определим отношение количества моль элементов:

   • C: 0.02
   • H: 0.06
   • O: 0.01

   Чтобы упростить, можно поделить все количества моль на наименьшее количество моль (в данном случае 0.01):

   • C: \( \frac{0.02}{0.01} = 2 \)
   • H: \( \frac{0.06}{0.01} = 6 \)
   • O: \( \frac{0.01}{0.01} = 1 \)

   Таким образом, соотношение C:H:O = 2:6:1.

5. Запись эмпирической формулы.

   Эмпирическая формула вещества будет C₂H₆O.

6. Определение молекулярной формулы.

   Плотность паров органического вещества по водороду известна и равна 23. Она рассчитывается как:

   • \( D = \frac{M_{m}}{2} \), где \( M_{m} \) — молярная масса вещества.

   Отсюда находим молярную массу вещества:

   • \( M_{m} = D \times 2 = 23 \times 2 = 46 \, \text{г/моль} \).

   Теперь мы знаем, что эмпирическая формула (C₂H₆O) имеет молярную массу:

   • M(C₂H₆O) = 212 + 61 + 16 = 30 г/моль.

   Чтобы найти молекулярную формулу, делим молярную массу на массу эмпирической формулы:

   • \( n = \frac{46}{30} \approx 1.53 \).

   Поскольку нам нужно целое число, округляем до 2. Значит, молекулярная формула будет C₄H₁₂O₂.

Ответ: Молекулярная формула вещества — C₄H₁₂O₂.