При спалюванні 15,68 л органічної речовини утворилось 78,4 л вуглекислого газу і 75,6 г води.Відносна густина пари речовини за воднем дорівнює 36.Установіть молекулярну формулу речовини

Задача: при сжигании 15,68 л органического вещества образовалось 78,4 л углекислого газа и 75,6 г воды. Относительная плотность паров вещества по водороду равна 36. Установить молекулярную формулу вещества.

Дано:

V (CxHy) = 15,68 л;

V (CO₂) = 78,4 л;

m (H₂O) = 75,5 г;

D (H₂) = 36.

Найти:

x,y — ?

1. Найдём количества веществ углекислого газа и воды. По формулам:

‣‎ n = V ÷ Vm; где: n - количество вещества (моль), V - объём (л), Vm - молярный объём газов, постоянная величина, равная 22,4 л/моль при н.у.

‣‎ n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса, значения берутся из таблицы Менделеева (г/моль).

n (CO₂) = V ÷ Vm = 78,4 л ÷ 22,4 л/моль = 3,5 (моль).

n (H₂O) = m ÷ M = 75,5 г ÷ 18 г/моль ≈ 4,2 (моль).

2. Теперь нужно вычислить количество вещества каждого элемента в органическом соединении. Решаем далее по данному правилу:

n (C в CxHy) = n (CO₂) ⇒ 3,5 (моль).

n (H в CxHy) = 2n (H₂O) ⇒ 8,4 (моль).

! Водород умножили на 2, так как в формуле воды 2 атома водорода !

3. Так как нам известны количества веществ углерода и кислорода, узнаем их массы в органическом соединении. Вычисляем по вышенаписанной формуле (выражаем m).

m (C в CxHy) =  n · M = 3,5 моль · 12 г/моль = 42 (г).

m (H в CxHy) = n · M = 8,4 моль · 1 г/моль = 8,4 (г).

m (C + H в CxHy) = 42 г + 8,4 г = 50,4 (г).

4. Теперь узнаем молярную массу соединения. По формуле: M (CxHy) = M (H₂) · D; где: M - молярные массы (г/моль), D - относительная плотность по газу, безразмерная величина.

M (CxHy) = 2 г/моль · 36 = 72 (г/моль).

5. Также, нам известен объём органического соединения. По вышенаписанной формуле мы найдём количество вещества.

n (CxHy) = 15,68 л ÷ 22,4 л/моль = 0,7 (моль).

6. Зная молярную массу и количество вещества углеводорода, по вышенаписанной формуле узнаем его массу.

m (CxHy) = 0,7 моль · 72 г/моль = 50,4 (г).

Ранее мы складывали массы углерода и водорода. Получилось именно это число. Это говорит о том, что в соединении нет кислорода. Продолжаем вычисления дальше.

7. Раз уж мы выяснили, что в соединении кислорода нет, то соотнесём количества веществ углерода и водорода для того, чтобы узнать простейшую формулу соединения.

C : H = 3,5 моль : 8,4 моль

3,5 : 8, 4        | ÷ 0,7   (наибольший общий делитель)

5 : 12

Соответственно, простейшая формула — C₅H₁₂.

8. Посчитаем его молярную массу.

M (C₅H₁₂) = 5 · 12 + 12 · 1 = 72 (г/моль).

Она совпадает ранее найденной, а значит простейшая формула является истинной.

ответ: C₅H₁₂.