Какова молекулярная формула органического соединения, если его относительная плотность паров по гелию составляет

Чтобы найти молекулярную формулу органического соединения, нам понадобится сначала вычислить его эмпирическую формулу, а затем использовать данные о массе этого соединения и о составе продуктов сгорания для определения множителя, показывающего число повторяющихся групп в молекуле.

1) Рассчитаем эмпирическую формулу:
- Воду можно рассматривать как соединение водорода (Н) и кислорода (О). Известо, что 1 моль воды содержит 2 моля водорода и 1 моль кислорода.
- Углекислый газ (СО2) состоит из одного атома углерода (С) и двух атомов кислорода (О). Значит, на 1 моль углекислого газа приходится 1 моль углерода и 2 моля кислорода.

Теперь рассчитаем отношение массы воды к массе углекислого газа:
Масса воды = 10,8 г
Масса углекислого газа = 26,4 г

Отношение массы воды к массе углекислого газа = 10,8 г / 26,4 г = 0,409

Теперь сравним это отношение с отношением чисел атомов водорода в воде и углерода в углекислом газе. Эти отношения составляют 2:1 и 1:1 соответственно.

Отношение 2:1 больше, чем 0,409, поэтому будем считать, что соединение содержит 2 моля водорода и 1 моль кислорода. Учитывая, что масса углекислого газа равна массе 1 моля углерода и 2 молей кислорода, мы можем рассчитать массу углерода:

Масса углерода = Масса углекислого газа - Масса кислорода = 26,4 г - (2 моль кислорода × 16 г/моль) = 26,4 г - 32 г = -5,6 г

Отрицательная масса углерода невозможна, поэтому нужно сделать коррекцию. Вместо соотношения 2:1 между водородом и кислородом, мы имеем 1:0,5.

Теперь, чтобы найти общее число молей атомов в молекуле, мы найдем наименьшее общее кратное между 2 и 0,5. Наименьшее общее кратное равно 1, так что молекула состоит из одного атома углерода, двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Таким образом, эмпирическая формула этого органического соединения будет: CH₂O.

2) Теперь используя относительную плотность паров, мы можем найти молекулярный вес соединения. Нам известно, что относительная плотность паров по сравнению с гелием равна 15.

Молекулярный вес соединения = Относительная плотность паров × Молекулярный вес гелия

Молекулярный вес гелия ≈ 4 г/моль (молекулярный вес гелия - 4, а масса атома гелия - 4 а.м.у.)

Молекулярный вес соединения = 15 × 4 г/моль = 60 г/моль

Таким образом, молекулярная формула органического соединения равна: C₆H₁₂O₆.