Какая эмпирическая формула у алкана, содержащего 82,75% углерода по массе?

Школьникам изучают углеводороды в химии, и алканы - это насыщенные углеводороды, состоящие только из углерода и водорода. Чтобы определить эмпирическую формулу алкана с данным содержанием углерода по массе, мы можем использовать следующие шаги:

1. Вычислите количество углерода в алкане в граммах. Для этого умножьте общую массу алкана на процентное содержание углерода и разделите на 100:
\[масса\ углерода = масса\ алкана \times (процент\ углерода / 100)\]

Дано, что алкан содержит 82,75% углерода. Пусть масса алкана будет "М".
\[масса\ углерода = М \times (82,75 / 100) = 0,8275M\]

2. Вычислите количество водорода в алкане в граммах. Для этого вычтите массу углерода из общей массы алкана:
\[масса\ водорода = масса\ алкана - масса\ углерода = М - 0,8275M = 0,1725M\]

3. Для определения эмпирической формулы нужно найти отношение количества атомов углерода к количеству атомов водорода в простом числе. Для этого разделим количество углерода и водорода на их атомные массы. Если необходимо, упростите полученную десятичную дробь.
Средняя атомная масса углерода равна примерно 12 г/моль, а водорода - примерно 1 г/моль.
\[отношение(C:H) = \frac{масса\ углерода}{атомная\ масса\ углерода} : \frac{масса\ водорода}{атомная\ масса\ водорода}\]
\[отношение(C:H) = \frac{0,8275M}{12} : \frac{0,1725M}{1} = \frac{0,8275M}{12} : 0,1725M = \frac{0,8275}{12} : 0,1725 = \frac{0,0689583}{0,1725} = 0,4\]

Поэтому отношение атомов углерода к атомам водорода равно 0,4.

4. Далее преобразуем это отношение в простое числовое соотношение, домножив его на наименьшее возможное целое число, чтобы избавиться от десятичной дроби. В нашем случае наименьшим общим знаменателем может быть 10, поэтому умножим оба значения на 10:
\[отношение(C:H) = 0,4 \times 10 = 4\]

Таким образом, мы получили простое числовое соотношение между атомами углерода и водорода - 4:1.

Итак, эмпирическая формула алкана, содержащего 82,75% углерода по массе, будет С4H.

Важно отметить, что эмпирическая формула предоставляет только самое простое отношение атомов в соединении, но не дает информации о количестве атомов каждого элемента в молекуле.