Чтобы определить общую формулу вещества, сначала найдем его эмпирическую формулу, а затем молекулярную формулу, используя данные о массовых долях элементов и плотности вещества по водороду.
- Определение эмпирической формулы:
Массовые доли элементов в соединении:
- Углерод (C): 24,24%
- Водород (H): 4,04%
- Хлор (Cl): 71,72%
Предположим, что у нас есть 100 г соединения. Тогда массы элементов будут:
- Углерод: 24,24 г
- Водород: 4,04 г
- Хлор: 71,72 г
Теперь найдем количество молей каждого элемента:
- Количество молей углерода: ( \frac{24,24 \text{ г}}{12,01 \text{ г/моль}} \approx 2,02 \text{ моль} )
- Количество молей водорода: ( \frac{4,04 \text{ г}}{1,008 \text{ г/моль}} \approx 4,01 \text{ моль} )
- Количество молей хлора: ( \frac{71,72 \text{ г}}{35,45 \text{ г/моль}} \approx 2,02 \text{ моль} )
Теперь разделим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей, чтобы найти соотношение:
- Углерод: ( \frac{2,02}{2,02} = 1 )
- Водород: ( \frac{4,01}{2,02} \approx 2 )
- Хлор: ( \frac{2,02}{2,02} = 1 )
Таким образом, эмпирическая формула соединения: CH₂Cl
- Определение молекулярной формулы:
Для этого найдем молекулярную массу вещества с помощью его плотности по водороду. Плотность вещества по водороду равна 49,5. Это означает, что молекулярная масса вещества в 49,5 раз больше массы молекулы водорода (H₂), которая равна 2 г/моль:
Молекулярная масса вещества = 49,5 × 2 г/моль = 99 г/моль
Теперь найдем молекулярную массу эмпирической формулы (CH₂Cl):
- Углерод: 12,01 г/моль
- Водород: 2 × 1,008 г/моль = 2,016 г/моль
- Хлор: 35,45 г/моль
Суммарная масса эмпирической формулы: 12,01 + 2,016 + 35,45 ≈ 49,48 г/моль
Теперь найдем, во сколько раз молекулярная масса вещества больше массы эмпирической формулы:
( \frac{99}{49,48} \approx 2 )
Следовательно, молекулярная формула вещества будет в 2 раза больше эмпирической:
Молекулярная формула: ( (CH₂Cl)₂ = C₂H₄Cl₂ )
Таким образом, общая формула вещества — C₂H₄Cl₂.