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:

\(\frac{{9 \ г \ органического \ вещества}}{{26,4 \ г \ CO2}} = \frac{{x \ моль \ органического \ вещества}}{{0,75 \ моль \ CO2}}\)

Решая эту пропорцию, найдем количество моль органического вещества:

\(x \ моль \ органического \ вещества = \frac{{9 \ г \ органического \ вещества \times 0,75 \ моль \ CO2}}{{26,4 \ г \ CO2}}\)

\(x \ моль \ органического \ вещества ≈ 0,256 \ моль\)

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

\(\frac{{0,256 \ моль \ органического \ вещества}}{{16,2 \ г \ воды}} = \frac{{1 \ моль \ H2O}}{{18 \ г \ H2O}}\)

Решая эту пропорцию, найдем количество моль воды:

\(1 \ моль \ H2O = \frac{{0,256 \ моль \ органического \ вещества \times 18 \ г \ H2O}}{{16,2 \ г \ воды}}\)

\(1 \ моль \ H2O ≈ 1,126 \ моль\)

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:

\(0,75 \ моль \ C = n \ моль \ C\)

\(1,126 \ моль \ H = 2n \ моль \ H\)

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

\(\frac{{0,75 \ моль \ C}}{{1,126 \ моль \ H}} = \frac{{n \ моль \ C}}{{2n \ моль \ H}}\)

Раскрываем дробь и сокращаем "n" на обеих сторонах:

\(\frac{{0,75 \ моль \ C}}{{1,126 \ моль \ H}} = \frac{{1 \ моль \ C}}{{2 \ моль \ H}}\)

Умножаем обе стороны на 2, чтобы избавиться от дробей:

\(\frac{{0,75 \ моль \ C}}{{1,126 \ моль \ H}} \times 2 = \frac{{1 \ моль \ C}}{{2 \ моль \ H}} \times 2\)

\(1,5 \ моль \ C = 1 \ моль \ H\)

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.