Які формули вуглеводнів можна вивести, якщо під час спалювання 0,3 л вуглеводню витратили 1,95 л кисню, а результатом

Задача: Які формули вуглеводнів можна вивести, якщо під час спалювання 0,3 л вуглеводню витратили 1,95 л кисню, а результатом реакції були 1,2 л вуглекислого газу і деяка кількість водяної пари?

Почнімо з початкових даних. Ви використали 0,3 л вуглеводню і 1,95 л кисню. Результатом реакції було утворення 1,2 л вуглекислого газу і деякої кількості водяної пари.

Для того, щоб знайти формули вуглеводнів, спочатку знайдемо співвідношення між вуглеводнем і киснем. Для цього подивимося, які частки кожного компонента були витрачені під час реакції.

Частка вуглеводню: \[\text{{частка вуглеводню}} = \frac{{\text{{об"єм вуглеводню}}}}{{\text{{об"єм вуглеводню + об"єм кисню}}}} = \frac{{0,3}}{{0,3 + 1,95}} = \frac{{0,3}}{{2,25}} = \frac{2}{15}\]

Частка кисню: \[\text{{частка кисню}} = \frac{{\text{{об"єм кисню}}}}{{\text{{об"єм вуглеводню + об"єм кисню}}}} = \frac{{1,95}}{{0,3 + 1,95}} = \frac{{1,95}}{{2,25}} = \frac{13}{15}\]

Тепер звернімось до стехіометрії хімічних реакцій. Нехай \(\text{{C}}_x\text{{H}}_y\) буде формулою вуглеводню.

За реакцією спалювання вуглеводню з киснем утворюється вуглекислий газ (\(\text{{CO}}_2\)) і вода (\(\text{{H}}_2\text{{O}}\)).

З вуглекислого газу ви утворили 1,2 л, тому в реакції було утворено \(1,2\) моль \(\text{{CO}}_2\).

Щоб знайти масу вуглекислого газу, використовуйте його молярну масу, яка становить \(44\) г/моль.

Молярна маса вуглеводню \(= 12 \cdot x + 1 \cdot y\)

Тому маса вуглекислого газу у грамах \(= 44 \cdot 1,2 = 52,8\) г.

З іншого боку, маса вуглекислого газу, що утворилася, визначається масою вуглеводню, який спалився. Щоб знайти масу вуглеводню, помножте його об"єм на густина. Але нам потрібна маса вуглеводню у грамах, а не у літрах.

Густина вуглеводню \(= 0,089\) г/л.

Тому маса вуглеводню у грамах \(= 0,3 \cdot 0,089 = 0,0267\) г.

Таким чином, формула вуглеводню буде: \(\text{{C}}_{x}\text{{H}}_{y}\), де \(x\) і \(y\) задовольняють наступне відношення:

\(\frac{{12 \cdot x + 1 \cdot y}}{{0,0267}} = \frac{{52,8}}{{0,0267}}\)

Після розрахунків можна знайти, що \(x = 1\) і \(y = 2\).

Отже, формула вуглеводню, який ви використали, є \(\text{{C}}_{1}\text{{H}}_{2}\).