Question

Органическое вещество массой 6,0 г сожгли в избытке кислорода. Продукты сгорания (углекислый газ и вода) пропустили через поглотитель, содержащий оксид фосфора(V). При этом масса поглотителя увеличилась на 3,6 г. Весь углерод из порции того же органического вещества массой 9,0 г перевели в карбонат кальция и получили 30,0 г CaCO3. Установите молекулярную формулу органического вещества, если известно, что его молярная масса равна 90 г/моль.

Answer 1

дано:  
масса органического вещества = 6,0 г  
увеличение массы поглотителя = 3,6 г  
масса другого образца органического вещества = 9,0 г  
масса CaCO3 = 30,0 г  
молярная масса органического вещества = 90 г/моль  

найти:  
молекулярную формулу органического вещества

решение:  
1. Определим количество углерода, содержащегося в CaCO3. Молярная масса CaCO3 = 40 + 12 + 3*16 = 100 г/моль.  
Количество молей CaCO3:  
n(CaCO3) = 30,0 г / 100 г/моль = 0,3 моль  

Так как в одном моле CaCO3 содержится 1 моль углерода, то:  
n(C) = n(CaCO3) = 0,3 моль  

2. Определим массу углерода:  
m(C) = n(C) * M(C) = 0,3 моль * 12 г/моль = 3,6 г  

3. Теперь найдем массовую долю углерода в 9,0 г органического вещества:  
масса углерода из 9,0 г = 3,6 г  
масс. доля углерода = 3,6 г / 9,0 г = 0,4 (или 40% углерода)

4. Теперь найдем массу водорода и кислорода в органическом веществе. Сначала определим массу, которая осталась для водорода и кислорода:  
масса других элементов = 9,0 г - 3,6 г = 5,4 г

5. В результате сгорания 6,0 г органического вещества увеличилась масса поглотителя на 3,6 г, что соответствует количеству образовавшегося CO2.
Количество углекислого газа:  
m(CO2) = 3,6 г  
M(CO2) = 44 г/моль  
n(CO2) = 3,6 г / 44 г/моль = 0,0818 моль  

Каждый моль CO2 содержит 1 моль углерода и 2 моли кислорода, следовательно:  
n(O) из CO2 = 0,0818 моль * 2 = 0,1636 моль  
m(O) = n(O) * M(O) = 0,1636 моль * 16 г/моль = 2,618 г  

Теперь найдем массу водорода:
масса водорода = 9,0 г - (масса углерода + масса кислорода)  
масса водорода = 9,0 г - (3,6 г + 2,618 г) = 2,762 г  

6. Теперь найдем количество моль водорода:  
n(H) = 2,762 г / 1 г/моль = 2,762 моль  

7. У нас есть следующие соотношения:
- углерод (C): 0,3 моль
- водород (H): 2,762 моль
- кислород (O): 0,1636 моль

8. Для нахождения формулы нужно провести нормализацию по наименьшему количеству моль (C):  
n(C) = 0,3 / 0,3 = 1  
n(H) = 2,762 / 0,3 = 9,24 ≈ 9 (округляем до 9)  
n(O) = 0,1636 / 0,3 = 0,545 ≈ 0,5 (округляем до 0,5)

Таким образом, получаем формулу C1H9O0,5 или C2H18 (так как мы умножаем все на 2 для целых чисел).

ответ:  
молекулярная формула органического вещества C6H12O3