Дано:
- Объем углеводорода = 4,48 л
- Масса углекислого газа (CO2) = 26,4 г
- Относительная плотность по кислороду = 1,313
- Углеводород нециклического строения
Найти:
1) Молекулярную формулу органического вещества
2) Структурную формулу исходного вещества
3) Уравнение реакции вещества с горячим водным раствором перманганата калия
Решение:
1) Молекулярная формула органического вещества
- Масса углекислого газа CO2 = 26,4 г.
- Молекулярная масса CO2 = 44 г/моль.
- Моль CO2 = 26,4 г / 44 г/моль = 0,6 моль.
Так как при сгорании углеводорода каждый атом углерода образует один моль CO2, то количество углерода в сгоревшем углеводороде равно количеству молей CO2, то есть 0,6 моль углерода.
- Объем углеводорода = 4,48 л.
- Условия нормальные (н.у.): 1 моль газа = 22,4 л (при н.у.).
- Моль углеводорода = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.
Таким образом, в 1 моль углеводорода содержится 0,6 моль углерода, а всего в 0,2 моль углеводорода — 0,2 * 0,6 = 0,12 моль углерода.
Теперь определим количество водорода в углеводороде. Для этого будем использовать данные о плотности вещества:
- Относительная плотность углеводорода по кислороду (d) = 1,313.
- Плотность углеводорода по кислороду означает, что молекулярная масса углеводорода в 1,313 раза больше молекулярной массы кислорода (16 г/моль).
- Молекулярная масса углеводорода = 1,313 * 16 = 21,05 г/моль.
Таким образом, молекулярная масса углеводорода — примерно 21,05 г/моль.
Учитывая, что углеводород состоит из углерода и водорода, найдем отношение масс углерода и водорода:
- Масса углерода в 1 моль углеводорода: масса углерода = 0,12 моль * 12 г/моль = 1,44 г.
- Масса водорода в 1 моль углеводорода: масса водорода = 21,05 г - 1,44 г = 19,61 г.
Моль водорода = 19,61 г / 1 гмоль = 19,61 моль.
Таким образом, молекулярная формула углеводорода — C6H12.
2) Структурная формула органического вещества
Поскольку углеводород нециклический, а молекулярная формула — C6H12, это алкан, следовательно, структурная формула вещества — C6H12, а это гексан.
3) Уравнение реакции с перманганатом калия
Углеводород (гексан) реагирует с горячим водным раствором перманганата калия (KMnO4), при этом окисляется до карбоновых кислот. Уравнение реакции:
2C6H14 + 7KMnO4 + 4H2O → 14CO2 + 7MnO2 + 8KOH
Ответ:
1) Молекулярная формула органического вещества: C6H12
2) Структурная формула: гексан (C6H12)
3) Уравнение реакции с перманганатом калия: 2C6H14 + 7KMnO4 + 4H2O → 14CO2 + 7MnO2 + 8KOH