Для установления состава порцию органического вещества массой 29,6 г сожгли в результате реакции образовался углекислый газ объёмом 35,84 л а-а nu и вода массой 36 г плотность паров этого вещества по метану составляет 4,63 при окислении этого вещества раствором дихломата калия в присутствии серной кислоты образуются кетон Какое вещество сожгли Напишите его формулу реши задачу с оформлением
Решение задачи (подробно, по шагам)
Дано:
- масса сожжённого вещества: 29,6 г
- образование при сгорании: CO2 объём 35,84 л и вода массой 36 г
- плотность паров вещества по отношению к метану: 4,63
- при окислении раствором дихломата калия в присутствии серной кислоты образуется кетон
- задача: определить вещество и написать его формулу
1) Определение молекулярной массы исходного вещества
- Соотношение плотностей паров: если плотность по отношению к CH4 = 4,63, то молекулярная масса вещества M = 4,63 · M(CH4).
- M(CH4) = 16 г/моль, значит M = 4,63 · 16 = 74,08 г/моль.
2) Определение количества вещества, сгоревшего в пробе
- Объем CO2: nCO2 = 35,84 л / 22,4 л/моль = 1,60 моль.
- Масса воды: mH2O = 36 г, значит nH2O = 36 г / (18 г/моль) = 2,00 моль.
- Обозначим количество моль сгораемого вещества как n. Тогда в продуктовом газе:
- углеродов: x = nCO2 / n
- водородов: y = 2 · nH2O / n
- Вычислим n из массы и молекулярной массы:
n = масса / M = 29,6 г / 74,08 г/моль ≈ 0,400 моль.
- Тогда:
x = 1,60 / 0,400 ≈ 4
y = (2 · 2,00) / 0,400 = 4,00 / 0,400 ≈ 10
- Следовательно, эмпирическая формула вещества: C4H10. Однако учтём, что молекулярная масса равна 74,08 г/моль, а масса эмпирической формулы C4H10 равна 58 г/моль. Для достоверности учитываем наличие кислорода:
58 (м. м. C4H10) + 16 (O) = 74,08 г/моль.
Значит молекула содержит один атом кислорода: молекулярная формула C4H10O.
3) Идентификация вещества по полученным данным
- C4H10O — это изомер формулы бутанол/ ethers. Из условий задачи известно, что при окислении этим реактивом образуется кетон, что указывает на вторичный спирт (он окисляется до кетона). Среди изомеров C4H10O вторичный спирт — бутан-2-ол (sec-butanol).
- Реакция окисления бутан-2-ола/K2Cr2O7/H2SO4 даёт кетон бутанон (2-бутанон).
4) Итог и формула
- Сожгли вещество: бутан-2-ол (sec-бутанол), формула C4H10O.
- Химическая запись формулы: CH3-CHOH-CH2-CH3 (или структурная формула: CH3-CH(OH)-CH2-CH3).
- Балансированное уравнение горения:
C4H10O + 6 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
- Продукт ом и реактивы по условию задачи совпадают с данными:
CO2: 4 моль CO2 на 1 моль вещества; для 0,400 моль вещества получается 1,60 моль CO2 и 2,00 моль H2O, что и дано.
Ответ:
- Вещество: бутан-2-ол (sec-бутанол), формула C4H10O.
- Производная кетон при окислении: 2-бутанон (C4H8O).