Найдите молекулярную формулу органического вещества, содержащего (по массе) 54,4% углерода, 36,4% кислорода...

Для нахождения молекулярной формулы органического вещества с данными процентным содержанием углерода, кислорода и водорода, а также относительной плотностью его паров по водороду, необходимо следовать определенной последовательности шагов.

1. Найдем количество молей каждого элемента в 100 г вещества:

   • Углерод: 54,4 г / 12,01 г/моль = 4,53 моль
   • Кислород: 36,4 г / 16,00 г/моль = 2,27 моль
   • Водород: 9,2 г / 1,01 г/моль = 9,11 моль

2. Найдем отношение количества молей каждого элемента к минимальному:

   • Углерод: 4,53 / 2,27 ≈ 2
   • Кислород: 2,27 / 2,27 = 1
   • Водород: 9,11 / 2,27 ≈ 4

3. Полученные целые числа (2, 1, 4) обозначают отношения количества атомов каждого элемента в молекуле данного вещества. Таким образом, молекулярная формула этого органического вещества будет C2H4O.

4. Для проверки правильности ответа, рассчитаем массовую долю каждого элемента в молекуле:

   • Углерод: (212,01) / (212,01 + 4*1,01 + 16,00) ≈ 54,4%
   • Кислород: 16,00 / (212,01 + 41,01 + 16,00) ≈ 36,4%
   • Водород: (41,01) / (212,01 + 4*1,01 + 16,00) ≈ 9,2%

5. Последний факт, что относительная плотность паров по водороду равна 44, не влияет на молекулярную формулу, но может использоваться для дальнейших расчетов.

Для решения этой задачи необходимо определить молекулярную формулу органического соединения, зная массовые доли элементов и относительную плотность его паров.

1. Определение эмпирической формулы:

   Сначала находим массовые доли элементов в 100 г вещества:

   • Углерод (C): 54,4 г
   • Кислород (O): 36,4 г
   • Водород (H): 9,2 г

   Теперь определим количество молей каждого элемента:

   • Для углерода: (\frac{54,4 \text{ г}}{12,01 \text{ г/моль}} \approx 4,53 \text{ моль})
   • Для кислорода: (\frac{36,4 \text{ г}}{16,00 \text{ г/моль}} \approx 2,28 \text{ моль})
   • Для водорода: (\frac{9,2 \text{ г}}{1,01 \text{ г/моль}} \approx 9,11 \text{ моль})

   Далее делим все полученные количества молей на наименьшее из них, чтобы найти простейшее соотношение атомов:

   • Углерод: (\frac{4,53}{2,28} \approx 1,99)
   • Кислород: (\frac{2,28}{2,28} = 1)
   • Водород: (\frac{9,11}{2,28} \approx 4)

   Округляя до целых чисел, получаем эмпирическую формулу: (C_2H_4O).

2. Определение молекулярной формулы:

   Для этого используем относительную плотность паров. Относительная плотность вещества по водороду равна 44, что означает, что его молекулярная масса в 44 раза больше, чем молекулярная масса водорода (H₂ = 2 г/моль). Следовательно, молекулярная масса вещества: [ M = 44 \times 2 = 88 \text{ г/моль} ]

   Молярная масса эмпирической формулы (C_2H_4O) равна: [ 2 \times 12,01 + 4 \times 1,01 + 16,00 = 44,08 \text{ г/моль} ]

   Поскольку молекулярная масса вещества (88 г/моль) в два раза больше, чем масса эмпирической формулы (44,08 г/моль), молекулярная формула будет в два раза больше эмпирической: [ C_4H_8O_2 ]

Таким образом, молекулярная формула данного органического вещества — (C_4H_8O_2).