Яка молекулярна формула алкану, у якого відносна густина порівняно з воднем становить 43? Напишіть скорочену структурну

Для розв"язання цієї задачі ми подивимося на відносну густину алкану та зробимо певні висновки.

Відносна густина порівняно з воднем означає, що густина речовини порівняно з густиною водню. Відносну густину водню приймають за одиницю, тому маємо, що густина алкану \( \frac{43}{1} = 43 \) рази більша за густину водню.

Алкани - це насичені вуглеводні, що складаються тільки з вуглецю і водню. Молекулярна формула алкану визначає кількість і тип атомів у молекулі.

Для встановлення скороченої структурної формули та назви алкану, ми використаємо відношення між густинами і кількістю атомів у молекулі.

По-перше, будемо припускати, що маса обох сполук - водню та алкану - однакова. Запишемо цю відомість у вигляді рівності:

\[ \frac{{\text{{Густина водню}}}}{{\text{{Молярна маса водню}}}} = \frac{{\text{{Густина алкану}}}}{{\text{{Молярна маса алкану}}}} \]

Молярна маса водню відома і дорівнює 1 г/моль. Знаходимо молярну масу алкану, яку позначимо як \( X \).

\[ 1 = \frac{{43}}{{X}} \Rightarrow X = 43 \]

Це означає, що молярна маса алкану становить 43 г/моль.

Тепер ми можемо встановити кількість атомів в молекулі алкану. Для цього ми будемо використовувати формулу:

\[ \text{{Кількість атомів}} = \frac{{\text{{молярна маса}}}}{{\text{{молярна маса одного атома вуглецю або водню}}}} \]

Молярна маса одного атома вуглецю дорівнює 12 г/моль, тому:

\[ \text{{Кількість атомів}} = \frac{{43}}{{12}} \approx 3.58 \]

Оскільки алкан є насиченою сполукою, то ми знаємо, що в ньому всі валентні зв"язки вуглецю насичені атомами водню. Таким чином, у молекулі алкану мають бути 8 атомів водню.

Отже, тепер ми можемо записати структурну формулу алкану і його назву:

С─С─С─С─С─С─С─С
| | |
H H H H H H H H

Це означає, що алкан містить 8 атомів водню і має скорочену структурну формулу C8H18. Назва цього алкану - октан.

Щоб знайти масову частку водню у цьому алкані, ми використаємо формулу:

\[ \text{{Масова частка водню}} = \frac{{\text{{Маса водню в молекулі}}}}{{\text{{Маса алкану}}}} \times 100\% \]

Маса водню в молекулі складає 18 г (так як алкан C8H18 має молярну масу 114 г/моль). Тоді:

\[ \text{{Масова частка водню}} = \frac{{18}}{{114}} \times 100\% \approx 15.79\% \]

Отже, масова частка водню у цьому алкані становить близько 15.79\%.