Дано:
Относительная плотность паров органического соединения по хлору = 2
Масса органического соединения, сжигаемого полностью = 2,84 г
Объем оксида углерода (IV) (н.у.), образующегося при сжигании = 4,48 л
Масса воды, образующейся при сжигании = 3,96 г
Найти:
Молекулярную формулу органического соединения
Решение:
1. Найдем количество вещества оксида углерода (IV), образующегося при сжигании органического соединения:
n(CO2) = V(CO2) / Vm(CO2)
где V(CO2) - объем оксида углерода (IV) (н.у.), Vm(CO2) - молярный объем оксида углерода (IV) (н.у.)
Vm(CO2) = 22,4 л/моль (при нормальных условиях)
n(CO2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 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) = 3,96 г / 18 г/моль = 0,22 моль
3. Найдем количество вещества углерода в оксиде углерода (IV):
n(C) = n(CO2)
так как каждая молекула оксида углерода (IV) содержит одну молекулу углерода.
4. Найдем количество вещества водорода в воде:
n(H) = 2 * n(H2O)
так как каждая молекула воды содержит два атома водорода.
5. Найдем массу углерода и водорода:
m(C) = n(C) * M(C)
где M(C) - молярная масса углерода, M(C) = 12 г/моль
m(H) = n(H) * M(H)
где M(H) - молярная масса водорода, M(H) = 1 г/моль
6. Выразим массу органического соединения через массу углерода и водорода:
m(CHx) = m(C) + m(H)
m(CHx) = 0,2 моль * 12 г/моль + 0,44 моль * 1 г/моль
m(CHx) = 2,4 г + 0,44 г
m(CHx) = 2,84 г
7. Найдем мольную массу органического соединения:
M(CHx) = m(CHx) / n(CHx)
где n(CHx) - количество вещества органического соединения
M(CHx) = 2,84 г / n(CHx)
8. Найдем молекулярную формулу органического соединения:
Относительная молекулярная масса органического соединения по отношению к хлору равна 2. Таким образом, отношение молярной массы органического соединения к молярной массе хлора равно 2. Пусть количество атомов углерода в молекуле органического соединения равно n, тогда её молярная масса будет равна:
M(CHx) = 12n + x * 35,5 г/моль
где 12n - молярная масса углерода, x - количество атомов хлора в молекуле.
Отсюда получаем систему уравнений:
M(CHx) = 2,84 г / n(CHx)
M(CHx) = 2 * 35,5 г/моль * (12n + x)
Решая эту систему уравнений, получаем:
n = 1
x = 1
Таким образом, молекулярная формула органического соединения CHCl.
Ответ: CHCl