При сгорании углевода массой 1.71 грамм выделилось 2.64 грамма углекислого газа и 0.99 граммов воды. Относительная плотность этого вещества по гелию равна 37,5. Определите формулу вещества и назовите его.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения формулы вещества сначала найдем количество молекул углерода и водорода в образовавшейся углекислоте и воде.

Моля углерода из углекислого газа:
m(C) = 2.64 г
M(C) = 12 г/моль
n(C) = m(C) / M(C) = 2.64 / 12 = 0.22 моль

Моля водорода из воды:
m(H) = 0.99 г
M(H) = 1 г/моль
n(H) = m(H) / M(H) = 0.99 / 1 = 0.99 моль

Соотношение между молями углерода и водорода должно быть целым числом, поэтому умножим количество молей каждого элемента на наименьший общий множитель:
n(C) = 0.22 3 = 0.66
n(H) = 0.99 3 = 2.97

Формула углевода будет C₌H₍. Определим количество углеродных и водородных атомов в молекуле:
C: 0.66 1 = 0.66
H: 2.97 1 = 2.97

Отношение массы углерода к массе водорода в молекуле:
12 0.66 / (1 2.97) = 7.59
Относительная плотность по гелию 37,5, а по гидрогену - 7.59. Поскольку 37,5/7,59 = 5, то массовая доля водорода в молекуле около 1/6, ou значит, возможно следующее содержание атомов:
C₆H₁. Найдем массу такой молекулы и сравним с массами продуктов горения.

Молярная масса молекулы C₆H₁:
6 12 + 1 6 = 78 г/моль

Сравним массу молекулы C₆H₁ с массой продуктов горения
m(C₆H₅) = 78
m(CO₂) = 2.64
m(H₂O) = 0.99

Массы продуктов горения составляют меньшее количество, чем масса молекулы углевода. Поэтому, формула углевода - C₆H₅, а вещество - бензол (молекула которого и состоит из 6 атомов углерода и 5 атомов водорода).