Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Массовая доля углерода (C): 51,89%
- Массовая доля водорода (H): 9,73%
- Массовая доля хлора (Cl): 38,38%
- Относительная плотность паров по воздуху: 3,19
Шаг 1. Найдём массовые доли каждого элемента: уже даны
- C: 51,89%
- H: 9,73%
- Cl: 38,38%
Проверка суммы:
[ 51,89 + 9,73 + 38,38 = 100% ]
всё корректно.
Шаг 2. Определение массовых соотношений элементов
Массовые доли можно перевести в молярные отношения через молярные массы:
- Молярная масса C: 12 г/моль
- Молярная масса H: 1 г/моль
- Молярная масса Cl: 35,45 г/моль
Посчитаем молярное количество элементов в 100 г вещества:
[
n_C = \frac{51,89}{12} \approx 4,324 \
n_H = \frac{9,73}{1} = 9,73 \
n_Cl = \frac{38,38}{35,45} \approx 1,082
]
Шаг 3. Найдём соотношение количеств элементов
Для этого делим все молярные количества на минимальное, чтобы получить простое отношение:
Минимальное: ( n_{Cl} \approx 1.082 )
Тогда:
[
\frac{n_C}{1.082} \approx \frac{4.324}{1.082} \approx 4.00 \
\frac{n_H}{1.082} \approx \frac{9.73}{1.082} \approx 9.00 \
\frac{n_Cl}{1.082} \approx 1.00
]
Отсюда получаем молярное соотношение приблизительно:
[
C_4 H_9 Cl
]
Предложенная формула: C₄H₉Cl
Шаг 4. Проверка с помощью парового давления (распределенной плотности)
Относительная плотность паров по воздуху равна 3,19.
Это равно молярной массе вещества, деленной на молярную массу воздуха.
Молярная масса воздуха примерно 29 г/моль.
Молярная масса вещества:
[
M = 3.19 \times 29 \approx 92.5, \text{г/моль}
]
Рассчитаем молярную массу формулы C₄H₉Cl:
[
M_{C_4H_9Cl} = (4 \times 12) + (9 \times 1) + 35.45 = 48 + 9 + 35.45 = 92.45, \text{г/моль}
]
Совпадение очень хорошее! Это подтверждает, что формула C₄H₉Cl правильная.
Ответ:
Молекулярная формула вещества — C₄H₉Cl.
