Органическое вещество а содержит 49 32 углерода 6 85 водорода по массе и кислород проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А

Числа 12 и 16 — это относительные атомные массы элементов из таблицы Менделеева:

• \(A_r(\mathrm C)=12\);
• \(A_r(\mathrm H)=1\);
• \(A_r(\mathrm O)=16\).

Чтобы найти соотношение количества атомов, массовую долю каждого элемента делят на его атомную массу:

\[ \frac{49{,}32}{12},\qquad \frac{6{,}85}{1},\qquad \frac{43{,}83}{16}. \]

Так находят количество вещества каждого элемента в условных 100 г соединения.

Дано

\[ w(\mathrm C)=49{,}32\%,\qquad w(\mathrm H)=6{,}85\%,\qquad w(\mathrm O)=? \]

Относительные атомные массы:

\[ A_r(\mathrm C)=12,\quad A_r(\mathrm H)=1,\quad A_r(\mathrm O)=16. \]

Решение

1. Найдём массовую долю кислорода:

\[ w(\mathrm O)=100\%-49{,}32\%-6{,}85\%=43{,}83\%. \]

Предположим, что взяли \(100\) г вещества. Тогда:

\[ m(\mathrm C)=49{,}32\text{ г},\quad m(\mathrm H)=6{,}85\text{ г},\quad m(\mathrm O)=43{,}83\text{ г}. \]

2. Найдём количество вещества каждого элемента:

\[ n(\mathrm C)=\frac{49{,}32}{12}=4{,}11\text{ моль}, \]

\[ n(\mathrm H)=\frac{6{,}85}{1}=6{,}85\text{ моль}, \]

\[ n(\mathrm O)=\frac{43{,}83}{16}\approx2{,}74\text{ моль}. \]

3. Разделим все значения на наименьшее \(2{,}74\):

\[ \mathrm C:\mathrm H:\mathrm O = \frac{4{,}11}{2{,}74}: \frac{6{,}85}{2{,}74}: \frac{2{,}74}{2{,}74} \approx1{,}5:2{,}5:1. \]

Умножим соотношение на \(2\):

\[ \mathrm C:\mathrm H:\mathrm O=3:5:2. \]

Ответ

Простейшая формула вещества:

\[ \boxed{\mathrm{C_3H_5O_2}} \]

Строго говоря, по массовым долям можно установить только простейшую формулу. Молекулярная формула имеет вид:

\[ \mathrm{C_{3k}H_{5k}O_{2k}}, \]

и для её однозначного определения нужна молярная масса вещества. Если в задаче предполагается, что простейшая формула совпадает с молекулярной, то:

\[ \boxed{\mathrm{C_3H_5O_2}}. \]

Дано

\[ w(\mathrm C)=82{,}76\%,\qquad w(\mathrm H)=17{,}24\% \]

\[ D_{\text{возд.}}=2,\qquad M_{\text{возд.}}\approx29\ \text{г/моль} \]

Найти: молекулярную формулу газа.

Решение

1. Найдём простейшую формулу. В \(100\) г вещества содержится:

\[ n(\mathrm C)=\frac{82{,}76}{12}\approx6{,}90\ \text{моль}, \]

\[ n(\mathrm H)=\frac{17{,}24}{1}=17{,}24\ \text{моль}. \]

Разделим наименьшее количество:

\[ \mathrm C:\mathrm H=6{,}90:17{,}24\approx1:2{,}5. \]

Умножим соотношение на \(2\):

\[ \mathrm C:\mathrm H=2:5. \]

Простейшая формула:

\[ \mathrm{C_2H_5}. \]

2. Определим молярную массу газа:

\[ M=D_{\text{возд.}}\cdot M_{\text{возд.}} =2\cdot29=58\ \text{г/моль}. \]

Молярная масса простейшей формулы:

\[ M(\mathrm{C_2H_5})=2\cdot12+5\cdot1=29\ \text{г/моль}. \]

\[ k=\frac{58}{29}=2. \]

Следовательно, молекулярная формула:

\[ (\mathrm{C_2H_5})_2=\mathrm{C_4H_{10}}. \]

Ответ

\[ \boxed{\mathrm{C_4H_{10}}} \]

Это бутан.

Дано

\[ w(\mathrm C)=82{,}76\%,\qquad w(\mathrm H)=17{,}24\% \]

\[ D_{\text{возд.}}=2,\qquad M_{\text{возд.}}=29\ \text{г/моль} \]

\[ A_r(\mathrm C)=12,\qquad A_r(\mathrm H)=1 \]

Найти: \(\mathrm{C_xH_y}\).

Решение

1. Найдём количество вещества атомов элементов в \(100\) г газа:

\[ n(\mathrm C)=\frac{82{,}76}{12}\approx6{,}90\ \text{моль}, \]

\[ n(\mathrm H)=\frac{17{,}24}{1}=17{,}24\ \text{моль}. \]

2. Составим соотношение атомов, разделив на меньшее число:

\[ \mathrm C:\mathrm H= \frac{6{,}90}{6{,}90}: \frac{17{,}24}{6{,}90} \approx1:2{,}5. \]

Умножим соотношение на \(2\):

\[ \mathrm C:\mathrm H=2:5. \]

Простейшая формула:

\[ \mathrm{C_2H_5}. \]

3. Найдём молярную массу газа по относительной плотности:

\[ M_{\text{газа}}=D_{\text{возд.}}\cdot M_{\text{возд.}} =2\cdot29=58\ \text{г/моль}. \]

Молярная масса простейшей формулы:

\[ M(\mathrm{C_2H_5})=2\cdot12+5\cdot1=29\ \text{г/моль}. \]

Определим множитель:

\[ k=\frac{58}{29}=2. \]

Следовательно:

\[ (\mathrm{C_2H_5})_2=\mathrm{C_4H_{10}}. \]

Ответ

\[ \boxed{\mathrm{C_4H_{10}}} \]

Молекулярная формула газа — \(\mathrm{C_4H_{10}}\) (бутан).