дано:
- масса углеводорода (m) = 8,6 г
- масса карбоната натрия (Na2CO3) = 21,2 г
- масса гидрокарбоната натрия (NaHCO3) = 33,6 г
найти:
молекулярную формулу углеводорода.
решение:
1. Найдем количество молей карбоната натрия:
Молярная масса Na2CO3 = 2*22,99 (Na) + 12,01 (C) + 3*16,00 (O) = 105,99 г/моль.
n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 21,2 г / 105,99 г/моль ≈ 0,200 моль.
2. Найдем количество молей гидрокарбоната натрия:
Молярная масса NaHCO3 = 22,99 (Na) + 1,01 (H) + 12,01 (C) + 3*16,00 (O) = 84,006 г/моль.
n(NaHCO3) = m(NaHCO3) / M(NaHCO3) = 33,6 г / 84,006 г/моль ≈ 0,400 моль.
3. Теперь найдем общее количество углерода из продуктов реакции:
Количество углерода в карбонате натрия:
Количество углерода в Na2CO3 = n(Na2CO3) = 0,200 моль.
Количество углерода в гидрокарбонате натрия:
Количество углерода в NaHCO3 = n(NaHCO3) = 0,400 моль.
Общее количество углерода:
n(C) = n(Na2CO3) + n(NaHCO3) = 0,200 моль + 0,400 моль = 0,600 моль.
4. Теперь найдем массу углерода:
Масса углерода:
m(C) = n(C) * M(C) = 0,600 моль * 12,01 г/моль ≈ 7,206 г.
5. Найдем вес остальных элементов, в частности водорода. Для этого найдем общую массу углеводорода и затем вычтем массу углерода:
m(углеводорода) = 8,6 г.
m(H) + m(O) = 8,6 г - m(C) = 8,6 г - 7,206 г ≈ 1,394 г.
6. Водород содержится в углеводородах и в образовавшемся NaHCO3. Количество водорода в гидрокарбонате натрия:
Количество водорода в NaHCO3 = 1 моль на каждый моль NaHCO3 = n(NaHCO3) = 0,400 моль.
Итак, общее количество водорода в NaHCO3:
n(H) = 0,400 моль.
С учетом значений:
m(H) в NaHCO3 = n(H) * M(H) = 0,400 моль * 1,01 г/моль ≈ 0,404 г.
7. Теперь можем найти количество водорода в углеводороде:
m(H) = 1,394 г - 0,404 г ≈ 0,990 г.
Теперь найдем количество молей водорода в углеводороде:
n(H) = m(H) / M(H) = 0,990 г / 1,01 г/моль ≈ 0,980 моль.
8. Теперь подытожим:
Углерод: 0,600 моль,
Водород: 0,980 моль.
9. Определим соотношения для получения молекулярной формулы:
Количество углерода и водорода в простейших целых отношениях:
C: 0,600 моль / 0,200 = 3;
H: 0,980 моль / 0,200 = 4,9.
10. Округляем до целых чисел. Если взять C: 3, H: 5, тогда формула будет C3H6.
Ответ: молекулярная формула углеводорода C3H6.