Определите молекулярную формулу вещества, если при сгорании 9,0 г органического вещества было получено 26,4

Данная задача требует определения молекулярной формулы органического вещества. Чтобы найти молекулярную формулу, мы сначала должны вычислить количество моль углекислого газа (CO2) и воды (H2O), которые были получены при сгорании органического вещества. Затем мы определим отношение между числом атомов углерода и водорода, чтобы найти молекулярную формулу.

1. Вычисление числа моль углекислого газа (CO2) и воды (H2O):

Масса углекислого газа, полученного при сгорании органического вещества, равна 26,4 г. Плотность паров вещества по отношению к кислороду составляет 0,9375. Массовая доля углерода в CO2 равна 12 г/г * 1 моль C / 16 г CO2 = 0,75 моль C.

Затем мы можем использовать стехиометрию реакции сгорания органического вещества с участием углекислого газа и воды:

1 моль органического вещества -> 1 моль CO2 + 1 моль H2O

Известно, что 9 г органического вещества производят 26,4 г CO2. Поэтому можно сделать следующую пропорцию:

$\frac{9горганическоговещества}{26,4гCO2}=\frac{xмольорганическоговещества}{0,75мольCO2}$

Решая эту пропорцию, найдем количество моль органического вещества:

$xмольорганическоговещества=\frac{9горганическоговещества\times 0,75мольCO2}{26,4гCO2}$

$xмольорганическоговещества\approx 0,256моль$

Теперь мы знаем, что 0,256 моль органического вещества дает 16,2 г воды. Молярная масса H2O равна 18 г/моль.

$\frac{0,256мольорганическоговещества}{16,2гводы}=\frac{1мольH2O}{18гH2O}$

Решая эту пропорцию, найдем количество моль воды:

$1мольH2O=\frac{0,256мольорганическоговещества\times 18гH2O}{16,2гводы}$

$1мольH2O\approx 1,126моль$

2. Определение отношения между числом атомов углерода и водорода:

Теперь, чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, мы смотрим на отношение числа атомов углерода к числу атомов водорода. Общая формула углеводородов CHₙ, где n - количество атомов углерода, а также количество атомов водорода, может быть записана на основе стехиометрии реакции сгорания следующим образом:

$0,75мольC=nмольC$

$1,126мольH=2nмольH$

Делим первый уравнение на второе, чтобы избавиться от "n":

$\frac{0,75мольC}{1,126мольH}=\frac{nмольC}{2nмольH}$

Раскрываем дробь и сокращаем "n" на обеих сторонах:

$\frac{0,75мольC}{1,126мольH}=\frac{1мольC}{2мольH}$

Умножаем обе стороны на 2, чтобы избавиться от дробей:

$\frac{0,75мольC}{1,126мольH}\times 2=\frac{1мольC}{2мольH}\times 2$

$1,5мольC=1мольH$

Таким образом, отношение между числом атомов углерода и водорода равно 1,5 : 1.

3. Определение молекулярной формулы:

Отношение между числом атомов углерода и водорода для углеводородов равно 1,5 : 1. Мы хотим найти целочисленное соотношение, которое соответствует этому отношению. Умножим обе части отношения на 2, чтобы избавиться от десятичных значений:

1,5 : 1 = 3 : 2

Таким образом, молекулярная формула органического вещества будет CH₃.

В итоге, молекулярная формула органического вещества, определенная на основе данных о сгорании, показывает, что это CH₃.