Массовая доля углерода в предельной одноосновной карбоновой кислоте составляет 54.6%. Определите формулу...

Для определения формулы предельной одноосновной карбоновой кислоты с массовой долей углерода 54,6% начнем с общего понимания структуры таких кислот. Предельные одноосновные карбоновые кислоты имеют общую формулу ( \text{C}n\text{H}{2n+1}\text{COOH} ).

1. Молекулярная масса кислоты:

   • Молекулярная масса углерода (C) = 12 г/моль,
   • Молекулярная масса водорода (H) = 1 г/моль,
   • Молекулярная масса кислорода (O) = 16 г/моль.

   Общая молекулярная масса кислоты будет ( 12(n+1) + 2n + 2 + 16 \times 2 ).

2. Массовая доля углерода: Массовая доля углерода равна ( \frac{12(n+1)}{12(n+1) + 2n + 2 + 32} \times 100\% ).

   Подставим данное значение массовой доли углерода: [ \frac{12(n+1)}{12(n+1) + 2n + 34} \times 100\% = 54.6\% ]

3. Решение уравнения: Упростим уравнение: [ \frac{12(n+1)}{14n + 46} = 0.546 ]

   Умножим обе стороны на ( 14n + 46 ): [ 12(n+1) = 0.546 \times (14n + 46) ]

   Раскроем скобки: [ 12n + 12 = 7.644n + 25.116 ]

   Переносим все ( n ) на одну сторону, а числа на другую: [ 12n - 7.644n = 25.116 - 12 ]

   [ 4.356n = 13.116 ]

   Разделим обе стороны на 4.356: [ n \approx \frac{13.116}{4.356} \approx 3 ]

4. Определение формулы: При ( n = 3 ), формула кислоты будет ( \text{C}_3\text{H}_7\text{COOH} ).

Таким образом, формула данной карбоновой кислоты — ( \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 ), что соответствует масляной кислоте (бутановой кислоте).

Для определения формулы предельной одноосновной карбоновой кислоты, нужно учитывать массовую долю углерода в ней, которая составляет 54.6%.

Поскольку карбоновая кислота является одноосновной, то в ее составе присутствует только один атом водорода. Учитывая это, можно составить уравнение для расчета молярной массы карбоновой кислоты:

Молярная масса = 12 (масса углерода) + 1 (масса водорода) + 16 (масса кислорода) = 29 г/моль

Теперь найдем массовую долю углерода в молекуле карбоновой кислоты:

Массовая доля углерода = (12 / 29) * 100% ≈ 41.4%

Таким образом, данная карбоновая кислота не может соответствовать описанной в вопросе, так как массовая доля углерода в ней составляет 41.4%, а не 54.6%.