Задача 12. При сгорании 8,6 г Углеводорода получили оксид углерода массой 26,4 г и воду массой 12,6 г. Относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 2,966. Выведите молекулярную формулу.

Для решения этой задачи нам потребуется несколько шагов. Сначала найдем количество вещества углерода и водорода в продуктах сгорания, затем определим простейшую формулу углеводорода, и, наконец, используя относительную плотность, установим молекулярную формулу.

1. Определение количества вещества углерода в CO₂:

Масса CO₂ = 26,4 г

Молярная масса CO₂ (M(CO₂)) = 12 + 2 * 16 = 44 г/моль

Количество вещества CO₂ (n(CO₂)) = масса / молярная масса = 26,4 г / 44 г/моль = 0,6 моль

Так как в каждой молекуле CO₂ содержится один атом углерода, то количество вещества углерода равно количеству вещества CO₂.

n(C) = 0,6 моль

2. Определение массы углерода:

Масса углерода (m(C)) = n(C) * M(C) = 0,6 моль * 12 г/моль = 7,2 г

3. Определение количества вещества водорода в H₂O:

Масса H₂O = 12,6 г

Молярная масса H₂O (M(H₂O)) = 2 * 1 + 16 = 18 г/моль

Количество вещества H₂O (n(H₂O)) = масса / молярная масса = 12,6 г / 18 г/моль = 0,7 моль

Так как в каждой молекуле H₂O содержится два атома водорода, то количество вещества водорода равно удвоенному количеству вещества H₂O.

n(H) = 2 * 0,7 моль = 1,4 моль

4. Определение массы водорода:

Масса водорода (m(H)) = n(H) * M(H) = 1,4 моль * 1 г/моль = 1,4 г

5. Проверка, содержит ли углеводород кислород:

Масса углеводорода = 8,6 г

Сумма масс углерода и водорода = 7,2 г + 1,4 г = 8,6 г

Так как масса углеводорода равна сумме масс углерода и водорода, кислород в углеводороде отсутствует.

6. Определение простейшей формулы углеводорода:

Соотношение C : H = n(C) : n(H) = 0,6 : 1,4

Разделим оба числа на 0,6, чтобы получить наименьшее целое число для углерода: 1 : (1,4 / 0,6) ≈ 1 : 2,33

Умножим оба числа на 3, чтобы получить целые числа: 3 : 7

Простейшая формула углеводорода: C₃H₇

7. Определение молярной массы углеводорода:

Относительная плотность по воздуху = 2,966

Молярная масса воздуха (M(воздуха)) ≈ 29 г/моль

Молярная масса углеводорода (M(углеводорода)) = относительная плотность * M(воздуха) = 2,966 * 29 г/моль ≈ 86 г/моль

8. Определение молекулярной формулы углеводорода:

Молярная масса простейшей формулы C₃H₇ (M(C₃H₇)) = 3 * 12 + 7 * 1 = 36 + 7 = 43 г/моль

n = M(углеводорода) / M(C₃H₇) = 86 г/моль / 43 г/моль = 2

Молекулярная формула углеводорода: (C₃H₇)₂ = C₆H₁₄

Ответ: C₆H₁₄