При сжигании 3,33 г органического вещества получено 8,37 г смеси углекислого газа и воды. Количество...

Для решения задачи необходимо выполнить несколько шагов:

1. Определение эмпирической формулы

Шаг 1: Определение количества вещества углекислого газа и воды.

Из условия известно, что количество вещества углекислого газа ((CO_2)) и воды ((H_2O)) одинаково. Пусть это количество равно (x) молей.

Молярная масса (CO_2 = 44 \, \text{г/моль})

Молярная масса (H_2O = 18 \, \text{г/моль})

Суммарная масса продуктов сгорания: [ 44x + 18x = 8.37 ]

Решая уравнение, получим: [ 62x = 8.37 ] [ x = \frac{8.37}{62} \approx 0.135 \, \text{моль} ]

Шаг 2: Определение масс углерода и водорода в исходном веществе.

Масса углерода в (CO_2): [ 12 \cdot 0.135 = 1.62 \, \text{г} ]

Масса водорода в (H_2O): [ 2 \cdot 0.135 = 0.27 \, \text{г} ]

Шаг 3: Определение массы кислорода в исходном веществе.

Общая масса вещества: 3.33 г. Масса кислорода: [ 3.33 - 1.62 - 0.27 = 1.44 \, \text{г} ]

Теперь определим количество каждого элемента в молях:

• Углерод: (\frac{1.62}{12} = 0.135 \, \text{моль})
• Водород: (\frac{0.27}{1} = 0.27 \, \text{моль})
• Кислород: (\frac{1.44}{16} = 0.09 \, \text{моль})

Шаг 4: Определение соотношения атомов.

Отношение C:H:O приблизительно равно 0.135:0.27:0.09, что соответствует 1:2:0.67. Умножим на 3 для получения целых чисел: 3:6:2.

Таким образом, эмпирическая формула вещества — (C_3H_6O_2).

2. Определение молекулярной формулы

Относительная плотность вещества по кислороду равна 2.3125, что значит, что молекулярная масса вещества равна: [ 2.3125 \times 16 = 37 ]

Ожидаемое значение молекулярной массы должно быть кратным эмпирической формуле. Однако, в данном случае, ошибка в условии, так как плотность или молекулярная масса должна быть в другом соотношении. Рассмотрим данные.

Молекулярная масса эмпирической формулы ((C_3H_6O_2)) равна: [ 3 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 16 = 74 ]

Это означает, что молекулярная формула совпадает с эмпирической и равна (C_3H_6O_2).

3. Структурная формула

Вещество с формулой (C_3H_6O_2), имеющее указанные физические и химические свойства, вероятно, является эфиром. Наиболее подходящая структура — это этилформиат ((HCOOC_2H_5)).

4. Реакция с гидроксидом натрия

Эфиры подвергаются омылению. Реакция этилформиата с водным раствором гидроксида натрия протекает следующим образом:

[ \text{HCOOC}_2\text{H}_5 + \text{NaOH} \rightarrow \text{HCOONa} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} ]

Таким образом, вещество — этилформиат, и его молекулярная формула (C_3H_6O_2).

1) Для установления молекулярной формулы органического вещества проведем следующие вычисления: Масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль Масса воды (H2O) = 18 г/моль Масса смеси углекислого газа и воды = 8,37 г Масса органического вещества = 3,33 г

Масса углекислого газа = 8,37 г * (44 г/моль) / (44 г/моль + 18 г/моль) = 5,16 г Масса воды = 8,37 г - 5,16 г = 3,21 г

Количество вещества углекислого газа = 5,16 г / 44 г/моль = 0,117 моль Количество вещества воды = 3,21 г / 18 г/моль = 0,178 моль

Так как количество вещества углекислого газа и воды одинаково, значит молярные соотношения равны, и масса органического вещества равна 3,33 г.

2) Молекулярная формула исходного органического вещества - C3H6O.

3) Структурная формула этого вещества:

H | H-C-O-H | H-C-H | C

4) Уравнение реакции этого вещества с водным раствором гидроксида натрия:

C3H6O + 3NaOH -> 3H2O + 3NaC2H5O2

1) Массовая доля углерода в органическом веществе: m(C) = (12 g/mol) / (44 g/mol) = 0,2727 Массовая доля водорода в органическом веществе: m(H) = (2 g/mol) / (18 g/mol) = 0,1111

2) Молекулярная формула органического вещества: C4H9

3) Структурная формула: CH3CH2CH2CH3

4) Уравнение реакции: C4H9 + NaOH → C4H9O-Na + H2O