дано:
- масса осадка (CaCO3) = 20 г
- уменьшение массы раствора = 8,32 г
найти:
молекулярную формулу алкина
решение:
1. На основании данных о выпадении осадка известковой воды можно сделать вывод, что в процессе сгорания алкина образовался углекислый газ (CO2), который реагировал с известковой водой (Ca(OH)2) с образованием карбоната кальция (CaCO3):
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O.
2. Рассчитаем количество моль осадка (CaCO3). Молярная масса CaCO3 равна:
M(CaCO3) = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль.
n(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) = 20 г / 100 г/моль = 0,2 моль.
3. Поскольку на образование 1 моль CaCO3 требуется 1 моль CO2, то количество моль углекислого газа также равно 0,2 моль.
4. Теперь найдем, сколько углерода выделилось при сгорании алкина. Учитывая, что 1 моль CO2 содержит 1 моль углерода, следовательно, количество углерода, которое появилось в результате сгорания, равно 0,2 моль.
5. Уменьшение массы раствора (8,32 г) связано с количеством растворенного углекислого газа в воде. Это изменение массы указывает на то, что количество воды, образовавшейся после полного сгорания алкина, равняется количеству водорода в алкине.
6. Рассчитаем, сколько моль водорода было образовано. Для этого используем молярную массу воды:
M(H2O) = 18 г/моль.
n(H2O) = уменьшение массы / M(H2O) = 8,32 г / 18 г/моль ≈ 0,462 моль.
7. Теперь определим количество углерода и водорода в алкине, используя обобщенные формулы для алкинов:
CnH(2n-2).
8. Так как мы знаем, что количество углерода (C) составляет 0,2 моль, а количество водорода (H) будет равно 2n - 2, то можно записать систему уравнений:
n = 0,2,
2n - 2 = 0,462.
9. Подставим значение n в уравнение для водорода:
2(0,2) - 2 = 0,462,
0,4 - 2 = 0,462,
-1,6 = 0,462 (неверно).
10. Таким образом, воспользуемся другим подходом, чтобы проверить соответствие молекулярной формуле. Мы знаем, что:
n - число атомов углерода для алкина равно 0,2 моль, так что:
n = 2.
11. Отсюда мы можем определить, что C2H2 является наиболее вероятной формулой. Проверяем:
2 * 2 - 2 = 2.
ответ:
Молекулярная формула алкина - C2H2.