Установите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором равна 83,34%. Относительная...

Для определения молекулярной формулы углеводорода с массовой долей углерода 83,34% и относительной плотностью паров 2,483 можно использовать следующий метод:

1. Рассчитаем мольную долю углерода в углеводороде: Мольная доля углерода = массовая доля углерода / молярная масса углерода = 83,34 / 12 ≈ 6,945 моль

2. Далее, найдем мольную долю водорода: Мольная доля водорода = 100% - мольная доля углерода = 100% - 6,945% ≈ 93,055 моль

3. После этого, определим отношение числа атомов углерода к числу атомов водорода в молекуле углеводорода: Отношение = мольная доля углерода / мольная доля водорода ≈ 6,945 / 93,055 ≈ 0,0747

4. Найдем ближайшие целые числа, соответствующие отношению атомов углерода к атомам водорода в молекуле. В данном случае, ближайшее отношение будет для CH4 (метана), где отношение атомов углерода к водороду равно 1:4.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода с массовой долей углерода 83,34% и относительной плотностью паров 2,483 будет CH4 (метан).

Для решения задачи необходимо определить молекулярную формулу углеводорода, зная массовую долю углерода и относительную плотность его паров по воздуху.

1. Определение элементного состава:

   Известно, что массовая доля углерода (( C )) в углеводороде составляет 83,34%. Следовательно, массовая доля водорода (( H )) будет: [ 100\% - 83,34\% = 16,66\% ]

2. Расчет эмпирической формулы:

   Предположим, что у нас есть 100 граммов углеводорода. Тогда масса углерода в нем составляет 83,34 грамма, а масса водорода — 16,66 грамма.

   • Количество молей углерода: [ \frac{83,34 \, \text{г}}{12,01 \, \text{г/моль}} \approx 6,94 \, \text{моль} ]

   • Количество молей водорода: [ \frac{16,66 \, \text{г}}{1,008 \, \text{г/моль}} \approx 16,53 \, \text{моль} ]

   Отношение молей ( C ) к ( H ): [ \frac{6,94}{6,94} : \frac{16,53}{6,94} \approx 1 : 2,38 ]

   Для упрощения отношения, умножаем оба числа на 2,38 чтобы получить целые числа: [ 1 \times 2,38 : 2,38 \times 2,38 \approx 2,38 : 5,67 \approx 5 : 12 ]

   Таким образом, эмпирическая формула будет ( C5H{12} ).

3. Проверка молекулярной формулы:

   Теперь проверим, соответствует ли эта формула известной плотности паров углеводорода. Относительная молекулярная масса воздуха приблизительно равна 29 (в основном из-за состава из ( N_2 ) и ( O_2 )).

   Дана относительная плотность по воздуху: [ \text{Относительная плотность} = \frac{\text{Молекулярная масса углеводорода}}{29} = 2,483 ]

   Следовательно, молекулярная масса углеводорода: [ \text{Молекулярная масса углеводорода} = 2,483 \times 29 \approx 72,007 ]

   Молекулярная масса углеводорода с формулой ( C5H{12} ): [ 5 \times 12,01 + 12 \times 1,008 = 60,05 + 12,096 = 72,146 ]

   Это значение совпадает с расчетной молекулярной массой, что подтверждает правильность эмпирической формулы.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода — ( C5H{12} ), что соответствует пентану.

C5H12