дано:
- объем углекислого газа (V(CO2)) = 13,44 дм3
- объем жидкости (V) = 14,03 см3
- плотность жидкости (ρ) = 1,16 г/см3
- массовая доля HCl = 33,64 %
найти:
молекулярную формулу сгоревшего органического вещества X.
решение:
1. Найдем количество молей углекислого газа:
n(CO2) = V(CO2) / Vm, где Vm = 22,4 л/моль (при н. у.).
Преобразуем объем в литры:
V(CO2) = 13,44 дм3 = 13,44 л.
Тогда:
n(CO2) = 13,44 л / 22,4 л/моль ≈ 0,6 моль.
2. Из уравнения реакции следует, что на 1 моль углекислого газа образуется 1 моль углерода:
n(C) = n(CO2) = 0,6 моль.
3. Найдем массу жидкости:
m(жидкость) = V * ρ = 14,03 см3 * 1,16 г/см3 = 16,25 г.
4. Теперь найдем массу хлороводорода, используя массовую долю:
m(HCl) = m(жидкость) * (массовая доля HCl) = 16,25 г * 0,3364 ≈ 5,47 г.
5. Найдем количество молей хлороводорода:
Молярная масса HCl = 36,5 г/моль.
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 5,47 г / 36,5 г/моль ≈ 0,15 моль.
6. Из уравнения реакции следует, что на 1 моль хлороводорода образуется 1 моль хлора:
n(Cl) = n(HCl) = 0,15 моль.
7. Теперь подытожим найденные значения:
- Углерод (C): n(C) = 0,6 моль
- Водород (H): количество водорода можно найти из количества воды, но сначала найдем его через HCl. Так как хлороводород содержит один атом водорода, то мы можем предположить, что из расчета на 0,15 моль HCl в соединении также присутствует водород, который необходимо будет учесть.
8. Найдем количество образовавшейся воды. При сгорании 0,6 моль углерода и предполагаемом количестве атомов водорода, соотношение следующее:
Количество водорода из HCl: n(H) = 2 * n(HCl) = 2 * 0,15 моль = 0,30 моль.
9. В общей сложности имеем:
- Для углерода: 0,6 моль,
- Для водорода: 0,30 моль,
- Для хлора: 0,15 моль.
10. Определяем простое целое соотношение:
C(0,6), H(0,30), Cl(0,15).
11. Делим все значения на 0,15:
C(4), H(2), Cl(1).
12. Таким образом, эмпирическая формула соединения: C4H2Cl.
13. Поскольку молекулярная формула будет кратна эмпирической, находим возможные кратные. Наиболее вероятная структура может быть C4H8Cl2 или C4H6Cl, в зависимости от конфигурации атомов.
ответ:
Молекулярная формула сгоревшего органического вещества — C4H8Cl2 или C4H6Cl (например, 1,3-дихлорбутен). Возможная структурная формула: CH2=CH-CH2-CHCl2 (дихлорбутан).