При сжигании порции вещества массой 1,2 г получили углекислый газ массой 2.64 г и воду массой 1,44 г. Была так же определена плотность паров вещества 2,6786 г/дм3. Установите молекулярную формулу вещества (может иметь вид СxHy или СxHyOz)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения молекулярной формулы вещества необходимо рассчитать количество углерода, водорода и, возможно, кислорода в молекуле.

Рассмотрим сначала реакцию сгорания вещества:

CₓHᵧ + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O

Молярная масса CO₂ = 44 г/моль, молярная масса H₂O = 18 г/моль. Используем данные в задаче:

Масса CO₂ = 2.64
Масса H₂O = 1.44 г

Молярное количество CO2: n(CO₂) = 2.64 г / 44 г/моль = 0.06 мол
Молярное количество H₂O: n(H₂O) = 1.44 г / 18 г/моль = 0.08 моль

Рассчитаем количество углерода и водорода в молекуле:

Углерод
n(C) = n(CO₂) = 0.06 моль

Водород
n(H) = 2 n(H₂O) = 2 0.08 = 0.16 моль

Найдем отношение числа атомов углерода к числу атомов водорода:

n(C) : n(H) = 0.06 моль : 0.16 моль = 3 : 8

Это означает, что в молекуле содержится 3 атома углерода и 8 атомов водорода.

Теперь определим молекулярную массу вещества:

Масса вещества = 1.2
Плотность паров = 2.6786 г/дм³

Объем вещества: V = Масса / Плотность = 1.2 г / 2.6786 г/дм³ = 0.4472 дм³

Молярный объем идеального газа при нормальных условиях равен 22.4 л/моль или 0.0224 дм³/моль.

Таким образом, мольное количество вещества:

n = V / Vm = 0.4472 дм³ / 0.0224 дм³/моль = 19.955 моль

Теперь сравним количество углерода и водорода в молекуле с мольным количеством вещества:

n(C) = 3 атома C = 3 мол
n(H) = 8 атомов H = 8 моль

Отношение 3:8 не соответствует 3:8, так как число частиц не равно числу молекул. Это означает, что в молекуле содержится еще один элемент - кислород.

Таким образом, молекулярная формула вещества будет С₃Н₈О.