Чтобы определить молекулярную формулу углеводорода, давайте последовательно выполнять необходимые шаги.
1. Определение количества углерода и водорода
а) Определение количества углерода (C)
Зная массу полученного углекислого газа (CO₂), можно определить массу углерода:
- Молярная масса CO₂ = 12 (C) + 2 * 16 (O) = 44 г/моль
- Масса CO₂ = 11 г
Количество молей CO₂:
[ n_{\text{CO}2} = \frac{m{\text{CO}2}}{M{\text{CO}_2}} = \frac{11 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль} ]
Так как в молекуле CO₂ один атом углерода, количество молей углерода:
[ nC = n{\text{CO}_2} = 0.25 \text{ моль} ]
Масса углерода:
[ m_C = n_C \cdot M_C = 0.25 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = 3 \text{ г} ]
б) Определение количества водорода (H)
Зная массу полученной воды (H₂O), можно определить массу водорода:
- Молярная масса H₂O = 2 * 1 (H) + 16 (O) = 18 г/моль
- Масса H₂O = 5.4 г
Количество молей H₂O:
[ n_{\text{H}2\text{O}} = \frac{m{\text{H}2\text{O}}}{M{\text{H}_2\text{O}}} = \frac{5.4 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.3 \text{ моль} ]
Так как в молекуле H₂O два атома водорода, количество молей водорода:
[ nH = 2 \cdot n{\text{H}_2\text{O}} = 2 \cdot 0.3 \text{ моль} = 0.6 \text{ моль} ]
Масса водорода:
[ m_H = n_H \cdot M_H = 0.6 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г/моль} = 0.6 \text{ г} ]
2. Определение количества кислорода (O) в веществе
Масса углеводорода ( m_{\text{вещества}} ) = 3.6 г. Следовательно, масса кислорода в веществе:
[ mO = m{\text{вещества}} - m_C - m_H = 3.6 \text{ г} - 3 \text{ г} - 0.6 \text{ г} = 0 \text{ г} ]
Поскольку масса кислорода равна нулю, это подтверждает, что в данном углеводороде отсутствует кислород.
3. Определение эмпирической формулы
Теперь найдем отношение молей углерода и водорода:
Эмпирическая формула примет вид ( C1H{2.4} ).
4. Определение молекулярной формулы
Для этого нужно воспользоваться плотностью по водороду (( D_{H_2} )):
- Плотность по водороду:
[ D_{H2} = \frac{M{\text{вещества}}}{M_{H_2}} = 2.9 ]
Молярная масса водорода ( M_{H2} ) = 2 г/моль, поэтому молярная масса углеводорода:
[ M{\text{вещества}} = D_{H2} \cdot M{H_2} = 2.9 \cdot 2 = 5.8 \text{ г/моль} ]
Теперь определим молекулярную формулу, исходя из эмпирической формулы ( C1H{2.4} ):
- Эмпирическая формула ( C1H{2.4} ) имеет массу:
[ M_{\text{эмп}} = 12 + 2.4 \cdot 1 = 14.4 \text{ г/моль} ]
Чтобы получить молекулярную формулу, нужно выяснить, во сколько раз молекулярная масса больше эмпирической:
[ \frac{M{\text{вещества}}}{M{\text{эмп}}} = \frac{5.8}{14.4} \approx 0.4 ]
Это значение не близко к целому числу, что указывает на возможную ошибку в расчетах или исходных данных. Пожалуйста, проверьте все данные и уравнения, чтобы убедиться в их точности.
На данном этапе правильность данных требует пересмотра, но если предположить, что все данные корректны, молекулярная формула может быть другой.