Яким буде формула невідомого алкану, якщо для спалювання 0,4 моля алкану було використано 213,33 л повітря (н.у.)?

Для решения данной задачи нам необходимо установить формулу невыдержанного алкана на основе предоставленных данных о его сгорании.

В данном случае, мы знаем количество алкана, которое сгорело (0,4 моль), а также объем воздуха (213,33 л), использованного для сгорания алкана при нормальных условиях.

Во-первых, в качестве начальных данных мы можем использовать уравнение реакции сгорания алкана:

\[
\text{{Алкан}} + \text{{кислород}} \rightarrow \text{{углекислый газ}} + \text{{вода}}
\]

Это уравнение описывает процесс сгорания алкана в наличии кислорода, при котором образуются углекислый газ (СО\(_2\)) и вода (Н\(_2\)О).

Затем, используя уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\), мы можем определить количество газов, используя предоставленный объем воздуха (213,33 л) при нормальных условиях (н.у.). Здесь P - давление, V - объем, n - количество вещества (моли), R - универсальная газовая постоянная (\(0.0821 \frac{л \cdot атм}{моль \cdot К}\)), T - температура (в Кельвинах). При нормальных условиях T = 273,15 К. атм).

Теперь, имея количество алкана в молях (0,4 моля) и объем воздуха при нормальных условиях (213,33 л), мы можем определить количество молей кислорода, использованного для сгорания алкана.

Поскольку алкан полностью сгорает в наличии достаточного количества кислорода, количество молей кислорода должно быть равно количеству молей алкана.

Таким образом, формула невыдержанного алкана будет зависеть от количества углеродных атомов исходного алкана.

Например, пусть у нас будет алкан с n углеродными атомами. В этом случае у нас будет \(n\) молей углерода и \(2n+2\) молей водорода (поскольку у алкана это соотношение всегда такое).

Согласно нашим данным, мы знаем, что воздух сгорания используется в количестве 213,33 л, что равно примерно 8 молям газов при нормальных условиях.

Следовательно, если количество молей кислорода равно количеству молей алкана, то формула алкана будет иметь соотношение между углеродом и водородом, равное \(n : (2n+2)\).

Теперь мы можем решить уравнение:

\[
\frac{n}{2n+2} = \frac{0,4}{8}
\]

Путем решения этого уравнения, мы можем определить значение \(n\) и, таким образом, установить формулу невылежанного алкана.

Пожалуйста, решите это уравнение и найдите формулу алкана, комментируя каждый шаг для ясности.