дано:
- масса органического вещества (m) = 0,45 г
- объем углекислого газа (V(CO2)) = 0,448 дм3 (н. у.)
- масса воды (m(H2O)) = 0,63 г
- объем азота (V(N2)) = 0,112 дм3 (н. у.)
- плотность паров по азоту (d) = 1,607
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 = 0,448 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,02 моль.
2. Найдем количество водорода из воды. Молярная масса воды (M(H2O)) составляет 18 г/моль.
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 0,63 г / 18 г/моль ≈ 0,035 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) = 0,02 моль.
y = 2 * n(H2O) = 2 * 0,035 моль ≈ 0,07 моль.
4. Определим отношение атомов углерода и водорода:
C(x)H(y) = C(0,02)H(0,07).
5. Чтобы получить целые числа, умножим каждое значение на 100:
C(2)H(7).
6. Теперь найдем молекулярную массу органического вещества. Молекулярная масса C2H7:
M(C2H7) = 12*2 + 1*7 = 24 + 7 = 31 г/моль.
7. Плотность паров по азоту равна 1,607. Молярная масса азота ≈ 28 г/моль, тогда:
M = d * M(азота) = 1,607 * 28 г/моль ≈ 44,996 г/моль.
8. Сравним значения молекулярной массы:
Найдём кратное соотношение между M(C2H7) и 45 г/моль. Поскольку 44,996 г/моль примерно в 1,45 раз больше чем 31 г/моль, значит нам нужно увеличить формулу.
9. Умножим C2H7 на 2:
C(4)H(14).
ответ:
Молекулярная формула вещества - C4H14, что соответствует одному из изомеров алканов, например, метилпентана.