Выведите формулу вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода, если относительная плотность...

Для того чтобы найти формулу вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода, необходимо использовать данные о молярных отношениях элементов в соединении.

1. Найдем мольные доли углерода и водорода в данном соединении: Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль

Масса углерода (mC) = 81,8 г Масса водорода (mH) = 18,2 г

Моль углерода (nC) = mC / Молярная масса углерода = 81,8 г / 12 г/моль ≈ 6,82 моль Моль водорода (nH) = mH / Молярная масса водорода = 18,2 г / 1 г/моль = 18,2 моль

1. Найдем отношение моль углерода к моль водорода в данном соединении: nC/nH = 6,82 моль / 18,2 моль ≈ 0,375

2. После того, как мы нашли отношение молей углерода к водороду, можем составить эмпирическую формулу соединения: Предположим, что формула соединения имеет вид CxHy Тогда, учитывая, что nC/nH = 0,375, можем записать: 6,82/18,2 = 0,375 ≈ 3/8

Значит, в формуле соединения углерод и водород встречаются в отношении 3:8, следовательно, эмпирическая формула соединения будет C3H8.

Таким образом, формула вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода, при относительной плотности по водороду равной 22, будет C3H8, что соответствует молекуле пропана.

Для решения данной задачи начнем с анализа данных и пошагового вычисления.

1. Определение молекулярной формулы: Исходя из состава, вещество содержит только углерод и водород, что указывает, что это углеводород.

2. Определение молекулярной массы (М): Относительная плотность по водороду дана как 22, и поскольку молярная масса водорода равна примерно 2 г/моль, молекулярная масса вещества равна: [ \text{М} = 22 \times 2 = 44 \text{ г/моль} ]

3. Расчет массовых долей элементов: Пусть формула углеводорода будет ( C_xH_y ). Тогда, по условию задачи: [ \frac{12x}{12x + y} = 0.818 \quad \text{(доля углерода)} ] [ \frac{y}{12x + y} = 0.182 \quad \text{(доля водорода)} ]

   Подставляем молекулярную массу: [ 12x + y = 44 ]

   Отсюда, решая систему из двух уравнений: [ 12x = 0.818 \times (12x + y) = 0.818 \times 44 \approx 35.992 ] [ x \approx \frac{35.992}{12} \approx 3 ]

   Теперь найдем ( y ): [ y = 44 - 12 \times 3 = 8 ]

4. Формула вещества: Полученные значения ( x = 3 ) и ( y = 8 ) указывают на то, что формула вещества — ( C_3H_8 ).

Таким образом, формула данного углеводорода — ( C_3H_8 ), что соответствует пропану.