для сжигания ароматического углеводорода массой 21,2 потребовалось 51,52 л кислорода. выведи молекулярную формулу углеводорода
Данные:
- Масса углеводорода m = 21,2 г
- Объем расходованного O2: V(O2) = 51,52 л
- Считаем условия STP, молярный объём O2 = 22,4 л/моль
Преобразуем объем O2 в количество молей: n(O2) = 51,52 л / 22,4 л/моль = 2,30 моль
Общая формула углеводорода CxHy. При полном сгорании: CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O Моли O2 на 1 молекулу углеводорода: a = x + y/4 Молярная масса вещества: M = 12x + y Количество молей углеводорода: n(HC) = m / M = 21,2 / (12x + y)
Уравнение баланса O2: n(O2) = n(HC) · a 2,30 = (21,2 / (12x + y)) · (x + y/4)
Упростим: 2,30(12x + y) = 21,2(x + y/4) 27,6x + 2,3y = 21,2x + 5,3y 6,4x = 3y y = (6,4/3) x = (32/15) x
Чтобы y было целым, x должно быть кратно 15. Наименьшее целое решение: x = 15, y = 32
Молекулярная масса и коэффициенты: M = 12x + y = 12·15 + 32 = 212 г/моль n(HC) = 21,2 / 212 = 0,10 моль a = x + y/4 = 15 + 8 = 23
Проверка: O2 по реакции = n(HC) · a = 0,10 · 23 = 2,3 моль Объём O2 = 2,3 моль · 22,4 л/моль = 51,52 л — совпадает с данными.
Вывод: молекулярная формула данного углеводорода: C15H32
Примечание: C15H32 является алканой (пентеджан), а не ароматическим углеводородом. Возможно, в условии задачи слово "ароматического" ошибочно или данные задачи не соответствуют типичной ароматической формуле.
