Известно: органическое вещество, Dвоздуха(вещества)=1,517, V(СО2)=224 мл=0,224 л, m(H2O)=0,18 г
Найти: формулу вещества - ?
Решение
1. Вычисляем количество вещества оксида углерода (IV) объёмом 0,224 л по формуле: n=V/VM, где VM― молярный объём.
n(CO2)=V(CO2)/VM=0,224 л : 22,4 л/моль=0,01 моль
2. При сгорании органического вещества все атомы водорода переходят в молекулы воды, а все атомы углерода ― в молекулы оксида углерода (IV). Вычисляем массу атомов углерода в 0,01 моль оксида углерода (IV).
В 1 моль СО2 содержится 12 г С, а
в 0,01 моль СО2 ― х г С
х=m(C)=0,01 моль • 12 г : 1 моль=0,12 г
3. Вычисляем массу атомов водорода в 0,18 г воды.
В 18 г Н2О содержится 2 г Н, а
в 0,18 г Н2О ― х г Н
у=m(Н)=0,18 г • 2 г : 18 г = 0,02 г
4. Сумма масс атомов углерода и водорода 0,12 г + 0,02 г=0,14 г, что меньше начальной массы вещества. То есть в органическом веществе еще содержится кислород массой: 0,22 г - 0,14 г = 0,08 г и общая формула вещества имеет вид: СхНуОz
5. Находим соотношение атомов в веществе c общей формулой СхНуОz:
х:у:z=m(C)/M(C) : m(H)/M(H) : m(O)/M(O)=0,12/12 : 0,02/1 : 0,08/16=0,01:0,02:0,005
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что наименьшее число (0,005) равно единице, а большее число делим на него, тогда
х:у:z=0,01/0,005 : 0,02/0,005 : 0,005/0,005=2:4:1
Следовательно, простейшая формула вещества C2H4O, ей соответствует молярная масса М=44 г/моль.
Сравниваем с молярной массой органического вещества:
M(вещества)=M(воздуха)•Dвоздуха(вещества)= 29 г/моль •1,517=44 г/моль
Молярные массы совпадают, следовательно, определенная простейшая формула является молекулярной.
Ответ: C2H4O, или CH3CHO