Дано: плотность углеводорода по водороду (ρH) = 22 г/л, массовая доля углерода (мС) = 81.8%.
Найти: молекулярную формулу углеводорода.
Решение:
1. Найдем массовую долю водорода (мН):
мН = 100% - мС
= 100% - 81.8%
= 18.2%
2. Рассчитаем массовую долю водорода и углерода в молекуле углеводорода:
Обозначим массу углерода в молекуле как "м" и массу водорода как "н".
Тогда: мН = 2н, мС = м.
3. Запишем выражения для массовых долей водорода и углерода:
мН = 2н / (м + 2н)
мС = м / (м + 2н)
4. Подставим известные значения массовых долей водорода и углерода:
18.2% = 2н / (м + 2н)
81.8% = м / (м + 2н)
5. Решим систему уравнений относительно "м" и "н":
Из первого уравнения выразим "м" через "н":
м = (18.2%) * (м + 2н) / 2
м = 9.1% * (м + 2н)
Из второго уравнения:
81.8% = м / (м + 2н)
81.8% = 9.1% * (м + 2н) / (м + 2н)
81.8% = 9.1%
Значит, "м" = 81.8 и "н" = 18.2.
6. Найдем молярную массу углеводорода:
Масса углерода (12 г/моль) и водорода (1 г/моль).
Молярная масса углеводорода: М = м + 2н = 81.8 + 2 * 18.2 = 118.2 г/моль.
7. Найдем молекулярную формулу, используя молярную массу:
Масса углерода в молекуле углеводорода равна атомной массе углерода, поэтому массовое число (n) углерода в формуле равно 1.
Массовое число водорода (m) равно двум.
Таким образом, молекулярная формула углеводорода - CH2.
Ответ: молекулярная формула предельного углеводорода - CH2.