дано:
- масса углеводорода (m) = 0,92 г
- масса осадка (CaCO3) = 7,00 г
найти:
формулу углеводорода.
решение:
1. Найдем количество молей осадка CaCO3:
Молярная масса CaCO3 = 40,08 (Ca) + 12,01 (C) + 3*16,00 (O) = 100,09 г/моль.
n(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) = 7,00 г / 100,09 г/моль ≈ 0,0698 моль.
2. Из уравнения реакции сжигания углеводорода можно установить, что каждый моль углеводорода дает один моль CO2, который затем реагирует с раствором Са(ОН)2, образуя CaCO3.
Таким образом, количество молей углеводорода будет равно количеству молей CaCO3:
n(углеводорода) = n(CaCO3) ≈ 0,0698 моль.
3. Найдем массу углеводорода:
m(углеводорода) = 0,92 г.
4. Теперь можем найти молярную массу углеводорода:
M(углеводорода) = m(углеводорода) / n(углеводорода) = 0,92 г / 0,0698 моль ≈ 13,18 г/моль.
Однако молярная масса углеводорода должна быть меньше 100 г/моль, что подтверждается.
5. Углеводороды имеют формулу CxHy, где x и y - числа атомов углерода и водорода соответственно. Чтобы найти соотношение между углеродом и водородом, воспользуемся принципом, что для каждого моль углеводорода, в зависимости от его структуры, мы можем ожидать определенное количество CO2 и H2O.
6. Предположим, что углеводород имеет формулу CxHy. При полном сгорании получится x моль CO2 и (y/2) моль H2O. Каждый моль CO2 соответствует 1 атому углерода (x) и y/2 молям водорода.
7. Количество углерода в 0,0698 моль CO2 составляет 0,0698 моль, следовательно, x = 0,0698.
Итак, углеводород имеет 0,0698 моль углерода, что примерно соответствует 0,0698 * 12 г/моль = 0,8376 г углерода в его составе.
8. Теперь найдем количество водорода. Общая масса углеводорода такова:
m(углеводорода) = m(C) + m(H),
где m(H) = m(углеводорода) - m(C).
9. Определим массу водорода:
m(H) = 0,92 г - 0,8376 г = 0,0824 г.
10. Найдем количество молей водорода:
Молярная масса H = 1 г/моль.
n(H) = m(H) / M(H) = 0,0824 г / 1 г/моль = 0,0824 моль.
11. Теперь находим соотношение между x и y:
x = 0,0698,
y = 2 * 0,0824 = 0,1648.
12. Делим все значения на 0,0698:
C(1), H(2,36).
То есть, приблизительно соотношение C1H2.
13. Округляем до целых чисел. Получаем C2H4.
ответ:
Формула углеводорода — C2H4 (этен).