дано:
- масса органического вещества (m) = 5,8 г
- объем углекислого газа (V(CO2)) = 6,72 дм3 (н. у.)
- масса воды (m(H2O)) = 5,4 г
- плотность паров по воздуху (d) = 2
найти:
молекулярную формулу органического вещества.
решение:
1. Преобразуем объем углекислого газа в количество молей. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22,4 дм3).
n(CO2) = V(CO2) / 22,4 дм3/моль = 6,72 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,3 моль.
2. Найдем количество водорода из воды. Молярная масса воды (M(H2O)) составляет 18 г/моль.
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 5,4 г / 18 г/моль ≈ 0,3 моль.
3. Из уравнения реакции сгорания:
C_xH_y + O2 → xCO2 + y/2 H2O.
Количество углерода (x) равно количеству образовавшегося углекислого газа, а количество водорода (y) равняется двойному количеству образовавшейся воды.
x = n(CO2) = 0,3 моль.
y = 2 * n(H2O) = 2 * 0,3 моль = 0,6 моль.
4. Определим отношение атомов углерода и водорода:
C(x)H(y) = C(0,3)H(0,6).
5. Чтобы получить целые числа, умножим каждое значение на 10:
C(3)H(6).
6. Теперь найдем молекулярную массу органического вещества. Молекулярная масса C3H6:
M(C3H6) = 12*3 + 1*6 = 36 + 6 = 42 г/моль.
7. Плотность паров по воздуху равна 2. Молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль, тогда:
M = d * M(воздуха) = 2 * 29 г/моль = 58 г/моль.
8. Сравним значения молекулярной массы:
Найдём кратное соотношение между M(C3H6) и 58 г/моль. Поскольку 58 г/моль примерно в 1,38 раз больше чем 42 г/моль, значит нам нужно увеличить формулу на 1,38.
9. Умножим C3H6 на 2:
C(6)H(12).
ответ:
Молекулярная формула вещества - C6H12, что соответствует одному из изомеров гексана или алкенов.
Возможная структурная формула:
1. Для гексана: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3.
2. Для 1-гексена: CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3.