Относительная плотность паров органического соединения по воздуху равна 2,552. массовая доля углерода в нём равна 64,86 %, массовая доля водорода равна 13,51%, массовая доля кислорода равна 21,63 %. выведите молекулярную формулу вещества.

Сразу находим молярную массу - молярная масса воздуха - 29 г/моль, отсюда следует 29 х 2,552 = 74,008 г/моль - наше вещество.

Теперь предполагаем, что его 100 г и проценты, которые нам даются - точные массы. Теперь эти массы делим на молярную массу химического эллемента. Например: карбон - 64,86/12 = 5,405. таким образом получаем 13,51 для гидрогена и 1, 35 для оксигена. Теперь 13,51/1,35=10, 5,405/1,35=4 и 1,35/1,35=1. Таким образом получаем C4H10O - что есть C4H9OH - бутанол - 74 г/моль.

Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятие мольной массы органического соединения и мольного состава.

Воспользуемся данными о массовых долях углерода, водорода и кислорода, чтобы найти количество молей каждого элемента в органическом соединении. Для этого нужно разделить массовую долю каждого элемента на мольную массу этого элемента:

Массовая доля углерода:
mC = 64,86% = 0,6486
Мольная масса углерода:
MC = 12,01 г/моль

Количество молей углерода:
nC = mC / MC = 0,6486 / 12,01 = 0,054 г/моль

Массовая доля водорода:
mH = 13,51% = 0,1351
Мольная масса водорода:
MH = 1,008 г/моль

Количество молей водорода:
nH = mH / MH = 0,1351 / 1,008 = 0,134 г/моль

Массовая доля кислорода:
mO = 21,63% = 0,2163
Мольная масса кислорода:
MO = 16 г/моль

Количество молей кислорода:
nO = mO / MO = 0,2163 / 16 = 0,013 г/моль

Теперь используем соотношение между количеством молей элементов в молекуле и их стехиометрическими коэффициентами в молекулярной формуле соединения.

Если молекула содержит элементы углерода, водорода и кислорода, то общая масса молекулы будет равна:

Общая масса молекулы = nC * MC + nH * MH + nO * MO

Подставляем значения количества молей каждого элемента:

Общая масса молекулы = (0,054 г/моль * 12,01 г/моль) + (0,134 г/моль * 1,008 г/моль) + (0,013 г/моль * 16 г/моль)
= 0,64854 г + 0,135072 г + 0,208 г
= 0,991′612 г

Теперь мы знаем общую массу молекулы органического соединения. Для вычисления мольной массы молекулы нам необходимо узнать количество молей в 1 грамме.

Количество молей в 1 грамме = 1 г / общая масса молекулы = 1 г / 0,991′612 г

Теперь рассмотрим отношение относительной плотности паров органического соединения к относительной молекулярной массе (масса 1 г молекулы). Зная, что относительная плотность паров равна 2,552, мы можем записать уравнение:

Относительная плотность паров = общая масса молекулы / масса 1 г молекулы

2,552 = общая масса молекулы / (1 г / общая масса молекулы)

2,552 = (общая масса молекулы)^2

2,552 * (общая масса молекулы)^2 = 1 г

(общая масса молекулы)^2 = 1 г / 2,552

(общая масса молекулы)^2 = 0,392′048 г

Общая масса молекулы = корень квадратный (0,392′048 г) ≈ 0,626′556 г

Мы знаем, что общая масса молекулы равна:
Общая масса молекулы = nC * MC + nH * MH + nO * MO

Подставляем значения количества молей каждого элемента и приближенную массу общей массы молекулы:

0,626′556 г = (0,054 г/моль * 12,01 г/моль) + (0,134 г/моль * 1,008 г/моль) + (0,013 г/моль * 16 г/моль)

0,626′556 г ≈ 0,64854 г + 0,135072 г + 0,208 г

Теперь остается найти молекулярную формулу вещества, используя значения количества молей каждого элемента.

Так как нам неизвестно точное значение общей массы молекулы, нам придется округлить полученные значения количества молей элементов до целых чисел. В данном случае округлим значения количества молей углерода (nC) и кислорода (nO), а значение количества молей водорода (nH) оставим без изменений.

nC ≈ 0,054 г/моль = 1 моль
nH = 0,134 г/моль = 1 моль
nO ≈ 0,013 г/моль = 1 моль

Теперь зная количество молей каждого элемента в молекуле, мы можем записать молекулярную формулу вещества:

CH1O1

Здесь соединение содержит 1 атом углерода, 1 атом водорода и 1 атом кислорода.