. При сгорании 8,6 г органического вещества получили 26,4 г углекислого газа и 12,6 г воды. Плотность данного вещества по воздуху 2,966. На основании данных условия задачи произведите вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества.
Для решения задачи нужно определить молекулярную формулу органического вещества на основе данных о продуктах его сгорания и плотности.
Определение эмпирической формулы:
При сгорании органического вещества получаются углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Это указывает на то, что в состав вещества входят углерод (C), водород (H) и, возможно, кислород (O).
Определим количество углерода (C): [ \text{Масса углерода} = \frac{26.4 \, \text{г CO}_2}{44 \, \text{г/моль}} \times 12 \, \text{г/моль} = 7.2 \, \text{г C} ]
Определим количество водорода (H): [ \text{Масса водорода} = \frac{12.6 \, \text{г H}_2\text{O}}{18 \, \text{г/моль}} \times 2 \, \text{г/моль} = 1.4 \, \text{г H} ]
Определим количество кислорода (O) в исходном веществе: [ \text{Масса кислорода} = 8.6 \, \text{г} - (7.2 \, \text{г C} + 1.4 \, \text{г H}) = 0 \, \text{г O} ] Поскольку все массы уже учтены, кислород в исходном веществе отсутствует.
Теперь определим эмпирическую формулу:
Соотношение C : H = 0.6 : 1.4 = 3:7 после деления на наименьшее значение (0.6).
Таким образом, эмпирическая формула – C₃H₇.
Определение молекулярной формулы:
Плотность вещества по воздуху составляет 2.966. Плотность воздуха обычно принимается за 29 г/моль (молекулярная масса воздуха). Значит, молекулярная масса вещества: [ M = 2.966 \times 29 = 86.014 \, \text{г/моль} ]
Эмпирическая формула C₃H₇ имеет молекулярную массу: [ M_{\text{C}_3\text{H}_7} = 3 \times 12 + 7 \times 1 = 43 \, \text{г/моль} ]
Чтобы найти, сколько эмпирических единиц содержится в молекулярной формуле, вычислим: [ n = \frac{86.014}{43} \approx 2 ]
Таким образом, молекулярная формула – C₆H₁₄.
Ответ: молекулярная формула органического вещества – C₆H₁₄.
Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы сохранения массы и определить молекулярную формулу органического вещества.
Найдем количество молей углекислого газа: m(CO2) = 26,4 г M(CO2) = 44 г/моль n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) = 26,4 г / 44 г/моль ≈ 0,6 моль
Найдем количество молей воды: m(H2O) = 12,6 г M(H2O) = 18 г/моль n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 12,6 г / 18 г/моль ≈ 0,7 моль
Посчитаем общее количество молей углерода и водорода в органическом веществе: n(C) = 0,6 моль n(H) = 0,7 моль
Рассчитаем массовую долю углерода и водорода в органическом веществе: m(C) = n(C) M(C) = 0,6 моль 12 г/моль = 7,2 г m(H) = n(H) M(H) = 0,7 моль 1 г/моль = 0,7 г
Найдем массу кислорода в органическом веществе: m(O) = 8,6 г - m(C) - m(H) = 8,6 г - 7,2 г - 0,7 г = 0,7 г
Рассчитаем количество молей кислорода: n(O) = m(O) / M(O) = 0,7 г / 16 г/моль ≈ 0,04 моль
Исходя из полученных данных, можем предположить, что молекулярная формула органического вещества - C7H8O4.
