Плотность углеводорода при нормальных Условиях равна 2,59 Г/л. Массовая доля углерода в нем равна 82,76% Выведите молекулярную формулу этого углеводорода

Задача: по плотности при стандартных условиях и массовой доле углерода определить молекулярную формулу углеводорода.

Допустим, нормальные условия: температура 0 °C и давление 1 атм. Тогда молярный объем газа Vm = 22,4 л/моль.

1. Найдем молекулярную массу M из d = 2,59 г/л: M = d · Vm = 2,59 г/л × 22,4 л/моль ≈ 58,0 г/моль.

2. Пусть формула углеводорода — CxHy. Массовая доля углерода равна: w(C) = (12x) / (12x + y) = 0,8276.

3. Решим уравнение: 12x = 0,8276(12x + y) 12x = 9,9312x + 0,8276y 2,0688x = 0,8276y y = (2,0688 / 0,8276) x ≈ 2,50x.

То есть соотношение C:H близко к x : y = 1 : 2.5. Раз это целые числа, возьмем x = 4, тогда y ≈ 10.

4. Проверим массовую долю и молекулярную массу: M = 12·4 + 10 = 58 г/моль. Доля C: (12·4)/58 = 48/58 ≈ 0,8276 (82,76%), совпадает с данными.

Ответ: молекулярная формула C4H10 (бутан). Возможно существование двух структур-изомеров: нормальный бутан и изобутан, но общая молекулярная формула одинаковая.