1. Установить молекулярную формулу органического вещества, если при сжигании 2,4г его было получено 5,28г углекислого газа, 2,88г воды.
Плотность паров этого вещества по водороду – 30.
2. При сгорании 1,76 г органического вещества образовалась 3,52 г углекислого газа и 1,44 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху-1,52. Определить молекулярную формулу этого вещества.
3. При сгорании 4,2 г углеводорода образуется 13,2 г углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху-2,9. Определить состав молекулы водорода.
a) C + O2 → CO2 (углекислый газ)
b) 2H2 + O2 → 2H2O (вода)
Первоначально нужно вычислить количество вещества углекислого газа и воды, которые были получены при сжигании данного органического вещества.
Масса углекислого газа (CO2) составляет 5,28 г, поэтому количество вещества можно рассчитать с использованием молярной массы CO2, равной 44 г/моль:
n(CO2) = масса(CO2) / молярная масса(CO2)
= 5,28 г / 44 г/моль
≈ 0,12 моль
Следующим шагом является расчет количества вещества воды (H2O), которое образовалось при сжигании органического вещества. Масса воды равна 2,88 г, а молярная масса H2O равна 18 г/моль:
n(H2O) = масса(H2O) / молярная масса(H2O)
= 2,88 г / 18 г/моль
≈ 0,16 моль
Затем следует определить отношение числа атомов углерода (C) и водорода (H) в соответствующих реакциях горения:
a) в реакции горения углекислого газа (CO2) содержится 1 атом углерода и 2 атома кислорода
b) в реакции образования воды (H2O) содержится 2 атома водорода и 1 атом кислорода
Используя эти соотношения, можно определить количество атомов углерода (C) и водорода (H) в молекуле органического вещества:
C : H = (1 х n(CO2)) : (2 х n(H2O))
= (1 х 0,12 моль) : (2 х 0,16 моль)
≈ 0,34 : 0,32
≈ 1,06 : 1
Отсюда видно, что соотношение атомов C и H близко к 1:1. Зная это, можно предположить, что формула нашего органического вещества будет иметь вид CH.
2. Для определения молекулярной формулы органического вещества необходимо пройти аналогичные шаги, как в предыдущем случае, с использованием предоставленных данных.
Масса углекислого газа (CO2) составляет 3,52 г, а масса воды (H2O) - 1,44 г.
Вычисляем количество вещества углекислого газа (CO2):
n(CO2) = масса(CO2) / молярная масса(CO2)
= 3,52 г / 44 г/моль
≈ 0,08 моль
Вычисляем количество вещества воды (H2O):
n(H2O) = масса(H2O) / молярная масса(H2O)
= 1,44 г / 18 г/моль
≈ 0,08 моль
Определяем отношение атомов углерода (C) и водорода (H) в молекуле органического вещества:
C : H = (1 х n(CO2)) : (2 х n(H2O))
= (1 х 0,08 моль) : (2 х 0,08 моль)
= 0,08 : 0,16
= 0,5 : 1
Таким образом, соотношение атомов C и H равно 0,5:1. Похоже, что в молекуле присутствуют только атомы водорода, поскольку показатель числа атомов углерода (C) меньше 1. Следовательно, формула органического вещества будет выглядеть, как H2O.
3. Для определения состава молекулы водорода в углеводороде по весу углекислого газа и воды необходимо выполнить указанные шаги.
Масса углекислого газа (CO2) составляет 13,2 г, а масса воды (H2O) - 5,4 г.
Вычисляем количество вещества углекислого газа (CO2):
n(CO2) = масса(CO2) / молярная масса(CO2)
= 13,2 г / 44 г/моль
≈ 0,3 моль
Вычисляем количество вещества воды (H2O):
n(H2O) = масса(H2O) / молярная масса(H2O)
= 5,4 г / 18 г/моль
≈ 0,3 моль
Определяем отношение числа атомов водорода (H2) к числу атомов углерода (C) в молекуле углеводорода:
H2 : C = (2 х n(H2O)) : (n(CO2))
= (2 х 0,3 моль) : (0,3 моль)
= 0,6 : 0,3
= 2 : 1
Таким образом, получаем, что в молекуле углеводорода на каждый атом углерода приходится 2 атома водорода. Следовательно, состав молекулы водорода в углеводороде будет CH2.