определить формулу алкана если массовая доля водорода составляет 17,24%

Задача: определить формулу алкана по массовой доле водорода 17,24%.

Ключевые моменты

• Алканы имеют общую формулу CnH2n+2.
• Массовая доля водорода f(H) = масса водорода / относительная молекулярная масса.
• При приближении к атомным массам C = 12, H = 1 получаем f(H) = (2n+2) / (12n + (2n+2)) = (2n+2) / (14n + 2).

Решение

1. Введём выражение для массовой доли водорода: f(H) = (2n + 2) / (14n + 2).

2. Приравняем к данным 0,1724: (2n + 2) / (14n + 2) = 0,1724.

3. Решим уравнение пошагово: 2n + 2 = 0,1724 (14n + 2) = 2,4136n + 0,3448. Переносим: 2n - 2,4136n = 0,3448 - 2 -0,4136n = -1,6552 n ≈ 1,6552 / 0,4136 ≈ 4,0.

4. Таким образом, n ≈ 4. Формула алкана: C4H10.

Проверка (наглядная)

• Молекулярная масса по приближённому учёту masses: M ≈ 4·12 + 10·1 = 58.
• Масса водорода: 10.
• Массовая доля водорода: 10/58 ≈ 0,1724 = 17,24%, что совпадает с данным значением.

Ответ Формула искомого алкана: C4H10. Это бутан; существуют изомеры (н-бутан и изобутан), но молекулярная формула остается C4H10.