Дано:
Относительная плотность паров органического соединения по водороду = 22
Масса органического соединения, сжигаемого полностью = 4,4 г
Масса диоксида углерода, образующегося при сжигании = 13,2 г
Масса воды, образующейся при сжигании = 7,2 г
Найти:
Молекулярную формулу органического соединения
Решение:
1. Найдем количество вещества диоксида углерода, образующегося при сжигании органического соединения:
n(CO2) = m(CO2) / M(CO2)
где m(CO2) - масса диоксида углерода, M(CO2) - молярная масса диоксида углерода
M(CO2) = 44 г/моль
n(CO2) = 13,2 г / 44 г/моль = 0,3 моль
2. Найдем количество вещества воды, образующейся при сжигании органического соединения:
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O)
где m(H2O) - масса воды, M(H2O) - молярная масса воды
M(H2O) = 18 г/моль
n(H2O) = 7,2 г / 18 г/моль = 0,4 моль
3. Найдем количество вещества кислорода, необходимого для сжигания органического соединения:
n(O2) = n(CO2) * 2
так как при сгорании органического соединения образуется по две молекулы CO2 на одну молекулу органического соединения, и каждая молекула CO2 содержит два атома кислорода.
4. Найдем количество вещества органического соединения:
n(CHx) = n(O2) / 1,5
так как при сгорании органического соединения образуется три моля газов (CO2 и H2O) на одну молекулу органического соединения.
5. Найдем молярную массу органического соединения:
M(CHx) = m(CHx) / n(CHx)
где m(CHx) - масса органического соединения, сжигаемого полностью
m(CHx) = m(CO2) + m(H2O) + m(CHx)
m(CHx) = (13,2 г + 7,2 г) + 4,4 г = 24,8 г
M(CHx) = 24,8 г / n(CHx)
6. Найдем молекулярную формулу органического соединения:
Относительная молекулярная масса органического соединения по отношению к водороду равна 22. Таким образом, отношение молярной массы органического соединения к молярной массе водорода равно 22. Пусть количество атомов углерода в молекуле органического соединения равно n, тогда её молярная масса будет равна:
M(CHx) = 12n + x * 1 г/моль
где 12n - молярная масса углерода, х - количество атомов водорода в молекуле.
Отсюда получаем систему уравнений:
M(CHx) = 24,8 г / n(CHx)
M(CHx) = 22 * 1 г/моль * (12n + x)
Решая эту систему уравнений, получаем:
n = 1
x = 10
Таким образом, молекулярная формула органического соединения CH10.
Ответ: CH10