Дано:
Относительная плотность паров по воздуху (d) = 1.1
Элементный состав: W(C) = 37.5%, W(H) = 12.5%, W(O) = 50%
Найти:
Молекулярная формула вещества.
Решение:
1. Найдем молярные пропорции элементов в соединении, разделив их массовые проценты на их атомные массы:
n(C) = W(C) / M(C)
n(H) = W(H) / M(H)
n(O) = W(O) / M(O)
2. Рассчитаем отношение молярных пропорций элементов:
n(C) / n(H) / n(O)
3. Подберем такие коэффициенты для элементов, чтобы отношение молярных пропорций было примерно целым числом.
4. Рассчитаем относительную молекулярную массу соединения, используя атомные массы элементов и выбранные коэффициенты.
5. Сравним полученное значение с молярной массой известного соединения. Если значения совпадают, то молекулярная формула найдена.
Для этого, давайте сначала определим молярные пропорции каждого элемента в соединении:
n(C) = 37.5 / 12 = 3.125
n(H) = 12.5 / 1 = 12.5
n(O) = 50 / 16 = 3.125
Отношение молярных пропорций: 3.125 / 12.5 / 3.125 = 1 / 4 / 1
Это означает, что молекула содержит один атом углерода, четыре атома водорода и один атом кислорода.
Теперь найдем относительную молекулярную массу соединения:
M = (1 * M(C)) + (4 * M(H)) + (1 * M(O))
≈ (1 * 12) + (4 * 1) + (1 * 16)
≈ 12 + 4 + 16
≈ 32
Таким образом, молекулярная масса соединения составляет примерно 32 г/моль.
Сравним это значение с молярной массой известных соединений. Например, молярная масса оксида углерода (CO) составляет 12 + 16 = 28 г/моль.
Поскольку масса 32 г/моль не соответствует массе CO (28 г/моль), необходимо увеличить количество атомов каждого элемента в молекуле, чтобы получить массу, близкую к 32 г/моль.
Примем удвоение атомов кислорода в молекуле (т.е., CO2). Тогда молярная масса CO2 равна:
M(CO2) = (1 * M(C)) + (2 * M(O))
≈ (1 * 12) + (2 * 16)
≈ 12 + 32
≈ 44 г/моль.
Таким образом, молекулярная формула вещества - CO2.