Некоторое органическое вещество содержит 88,235% углерода и 11,765% водорода. Плотность паров данного...

Чтобы определить эмпирическую формулу органического вещества, нужно сначала рассчитать мольное соотношение между углеродом и водородом, используя данные о процентном составе.

1. Определение массы компонентов: Предположим, что у нас есть 100 г вещества. Тогда:

   • Масса углерода (C) = 88,235 г
   • Масса водорода (H) = 11,765 г

2. Расчет количества молей:

   • Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
   • Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль

   Теперь можем рассчитать количество молей углерода и водорода: [ n{C} = \frac{88,235 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 7,353 моль ] [ n{H} = \frac{11,765 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} \approx 11,765 моль ]

3. Определение соотношения: Чтобы найти соотношение, делим количество молей каждого элемента на наименьшее из них: [ \text{Наименьшее количество молей} = 7,353 моль \quad (C) ]

   Теперь делим: [ \frac{n{C}}{7,353} \approx 1 ] [ \frac{n{H}}{7,353} \approx 1,6 ]

   Это означает, что для каждого атома углерода приходится примерно 1,6 атома водорода.

4. Приведение к целым числам: Чтобы получить целые числа, умножим все коэффициенты на 5 (чтобы убрать дробь): [ C: 1 \times 5 = 5 ] [ H: 1,6 \times 5 = 8 ]

   Таким образом, эмпирическая формула вещества будет (C_5H_8).

5. Проверка по паровой плотности: Плотность паров вещества при нормальных условиях равна 3.0357 г/л. Паровая плотность (D) связана с молекулярной массой (M) следующим образом: [ D = \frac{M}{22,4} \Rightarrow M = D \times 22,4 ] Подставляем значение: [ M = 3,0357 \, \text{г/л} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 68,0 \, \text{г/моль} ]

   Молярная масса для (C_5H8): [ M{C_5H_8} = (5 \times 12) + (8 \times 1) = 60 + 8 = 68 \, \text{г/моль} ]

   Это совпадает с рассчитанной молярной массой, что подтверждает правильность эмпирической формулы.

Итак, эмпирическая формула вещества - (C_5H_8).

Для определения эмпирической формулы вещества сначала найдем отношение количества атомов углерода и водорода.

1. Предположим, что у нас есть 100 г вещества:

   • Масса углерода: 88,235 г
   • Масса водорода: 11,765 г

2. Рассчитаем количество моль каждого элемента:

   • Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
   • Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль

   Количество моль углерода: [ n(C) = \frac{88,235 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 7,353 моль ]

   Количество моль водорода: [ n(H) = \frac{11,765 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} \approx 11,765 моль ]

3. Найдем отношение:

   • Делим на наименьшее количество моль (7,353): [ \text{C}: \frac{7,353}{7,353} = 1 ] [ \text{H}: \frac{11,765}{7,353} \approx 1,6 ]

4. Приводим к целым числам. Умножим на 5 (для получения целых чисел): [ \text{C}: 1 \times 5 = 5 ] [ \text{H}: 1,6 \times 5 = 8 ]

Таким образом, эмпирическая формула вещества — (C_5H_8).

Давайте пошагово разберем задачу и определим эмпирическую формулу вещества.

Дано:

1. Состав вещества:

   • Углерод (C): 88,235%
   • Водород (H): 11,765%

2. Плотность паров вещества при нормальных условиях:
   ( \rho = 3,0357 \, \text{г/л} ).

Шаг 1: Найдем молярную массу вещества ((M)) с учетом зависимости между плотностью и молярной массой.

Для газа молярную массу можно найти, используя формулу:
[ M = \rho \cdot V_m ]
где (V_m) — молярный объем газа при нормальных условиях ((22,4 \, \text{л/моль})).

Подставим значения:
[ M = 3,0357 \cdot 22,4 = 68,0 \, \text{г/моль}. ]

Итак, молярная масса вещества равна (M = 68,0 \, \text{г/моль}).

Шаг 2: Найдем относительное соотношение атомов в веществе (эмпирическую формулу).

Предположим, что у нас есть 100 г вещества. Тогда массы элементов будут равны:

• Масса углерода:
  [ m_C = 88,235 \, \text{г}, ]
• Масса водорода:
  [ m_H = 11,765 \, \text{г}. ]

Теперь вычислим количество молей каждого элемента:

• Для углерода:
  [ n_C = \frac{m_C}{M_C} = \frac{88,235}{12} \approx 7,353 \, \text{моль}. ]
• Для водорода:
  [ n_H = \frac{m_H}{M_H} = \frac{11,765}{1} = 11,765 \, \text{моль}. ]

Найдем соотношение количества молей элементов, разделив на меньшее значение:

• Для углерода:
  [ \frac{n_C}{n_C} = \frac{7,353}{7,353} = 1. ]
• Для водорода:
  [ \frac{n_H}{n_C} = \frac{11,765}{7,353} \approx 1,6. ]

Соотношение атомов (C : H = 1 : 1,6). Чтобы получить целые числа, умножим оба значения на 5:
[ C : H = 5 : 8. ]

Таким образом, эмпирическая формула вещества:
[ \text{C}_5\text{H}_8. ]

Шаг 3: Проверим соответствие молярной массы.

Молярная масса эмпирической формулы ( \text{C}_5\text{H}8 ) равна:
[ M{\text{C}_5\text{H}_8} = 5 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 60 + 8 = 68 \, \text{г/моль}. ]

Полученное значение совпадает с рассчитанной молярной массой ((M = 68,0 \, \text{г/моль})).

Ответ:

Эмпирическая формула вещества:
[ \text{C}_5\text{H}_8. ]