Какова молекулярная формула полученного продукта при нагревании предельного одноатомного спирта до 130 градусов

Дано:
- Молярная масса исходного одноатомного спирта больше молярной массы полученного продукта в 1.609 раза.
- Исходный спирт нагревается до 130 градусов в присутствии концентрированной серной кислоты.

Мы должны определить молекулярную формулу полученного продукта.

Для начала, посмотрим на то, что происходит при нагревании одноатомного спирта в присутствии концентрированной серной кислоты. Эта реакция называется дегидрированием и может привести к образованию двухатомного спирта.

Мы знаем, что молярная масса исходного одноатомного спирта больше молярной массы полученного продукта в 1.609 раза. Пусть молярная масса исходного одноатомного спирта равна "x" г/моль, а молярная масса полученного продукта равна "y" г/моль. Тогда у нас есть следующее соотношение:

x = 1.609 * y

Теперь давайте рассмотрим реакцию дегидрирования одноатомного спирта в присутствии концентрированной серной кислоты:

CH3CH2OH -> CH2=CH2 + H2O

Исходный одноатомный спирт (этанол, CH3CH2OH) превращается в двухатомный спирт (этилен, CH2=CH2) при удалении одной молекулы воды.

Мы знаем, что молярная масса исходного одноатомного спирта равна "x" г/моль. Так как исходный спирт одноатомный, его молекулярная масса равна молярной массе атома углерода (12 г/моль) плюс молярную массу атомов водорода (1 г/моль) умноженную на 2, так как в молекуле исходного спирта есть два атома водорода:

x = 12 + (1 * 2) = 14 г/моль

Теперь мы можем решить уравнение:

14 = 1.609 * y

Разделим обе части уравнения на 1.609:

y ≈ 8.699 г/моль

Это молярная масса полученного продукта.

Теперь давайте определим молекулярную формулу полученного продукта. Мы знаем, что молярная масса полученного продукта составляет около 8.699 г/моль. Если предположить, что в молекуле полученного продукта есть два атома углерода и четыре атома водорода, то молярная масса будет равна:

(2 * 12) + (4 * 1) = 24 + 4 = 28 г/моль

Молярная масса предполагаемой молекулы полученного продукта составляет 28 г/моль. Она превышает нашу оценку молярной массы в 8.699 г/моль, поэтому наше предположение о структуре молекулы неверно.

Чтобы решить эту проблему, давайте поделим молярную массу полученного продукта на молярную массу гипотетической молекулы (28 г/моль):

8.699 / 28 ≈ 0.310

Полученное значение (0.310) является отношением молярной массы полученного продукта к молярной массе предполагаемой молекулы.

Мы можем примерно оценить это значение как отношение числа атомов в полученном продукте (мы пока не знаем точно) к числу атомов в гипотетической молекуле (2 углерода + 4 водорода = 6 атомов).

Оценим это отношение как 1/6 или около 0.1667.

Теперь мы можем сравнить это значение (0.310) с оценкой (0.1667). Если значение примерно равно оценке (несколько отклонений могут быть вызваны округлениями), значит, мы можем предположить, что полученный продукт состоит из двухатомной молекулы.

Таким образом, молекулярная формула полученного продукта при нагревании одноатомного спирта до 130 градусов в присутствии концентрированной серной кислоты - это \(C_{2}H_{4}\).