При полном сгорании 0,45 г органического вещества получено 0,448 дм3 (н. у.) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 дм3 (н. у.) азота. Плотность паров органического вещества по азоту равна 1,607. Установите молекулярную форму лу этого вещества.
от

1 Ответ

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.
от