Какая молекулярная формула газообразного алкина получается при реакции 13,44 л смеси алкина и хлороводорода, взятых

Pugayuschaya_Zmeya_4892

56

Для решения данной задачи, необходимо провести химическую реакцию между алкином и хлороводородом. После этого, определить молекулярную формулу продукта.

В данной задаче известны объемы веществ, а также масса полученного продукта. Для начала, посчитаем количество вещества каждого из реагирующих компонентов. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

где \(n\) - количество вещества, \(V\) - объем газа в литрах, а \(V_m\) - молярный объем газа.

Для алкина известно, что он горит, реагируя с кислородом, и поэтому у нас будет реакция сжигания. При этом алкин и кислород соединяются водой и диоксидом углерода.

Рассмотрим уравнение реакции сжигания алкина:

\[C_nH_m + \frac{(n + \frac{m}{4})}{2} O_2 \rightarrow n CO_2 + \frac{m}{2} H_2O\]

Из данного уравнения видно, что взаимное пропорциональное соотношение между алкином и диоксидом углерода составляет:

\[n : m : CO_2 : H_2O = 1 : \frac{m}{4} : n : \frac{m}{2}\]

На основании данного соотношения, можно сказать, что отношение объемов газов их массами будет одинаковым. То есть, для алкина и диоксида углерода следует выражение:

\[\frac{V_{\text{алкин}}}{m_{\text{алкин}}} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{m_{\text{CO}_2}}\]

Так как у нас есть объем вещества алкина, можно записать:

\[\frac{13.44}{m_{\text{алкин}}} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{m_{\text{CO}_2}}\]

Также известно, что объем хлороводорода в 2 раза больше объема алкина. Значит:

\[V_{\text{HCl}} = 2 \cdot V_{\text{алкин}}\]

Преобразуем уравнение к виду:

\[\frac{13.44}{m_{\text{алкин}}} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{m_{\text{CO}_2}} = \frac{V_{\text{HCl}}}{m_{\text{HCl}}} = \frac{2 \cdot V_{\text{алкин}}}{m_{\text{HCl}}}\]

Мы также знаем, что масса полученного продукта (диоксида углерода) составляет 22,6.

Теперь, воспользуемся молярной массой каждого из вышеперечисленных соединений. Молярная масса C2H2 (алкина) равна 26 г/моль, CO2 (диоксида углерода) равна 44 г/моль, а HCl (хлороводорода) равна 36,5 г/моль.

\[m_{\text{алкин}} = \frac{13.44 \cdot 44}{22.6} \approx 26.33 \text{ г}\]

Так как мы знаем, что соотношение объемов и масс газов одинаково, можем выписать следующую пропорцию:

\[\frac{V_{\text{алкин}}}{m_{\text{алкин}}} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{m_{\text{CO}_2}}\]

Подставим известные значения и найдем объем диоксида углерода:

\[\frac{13.44}{26.33} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{44}\]

\[V_{\text{CO}_2} = \frac{13.44 \cdot 44}{26.33} \approx 22.5 \text{ л}\]

Таким образом, объем диоксида углерода составляет 22.5 л.

Теперь, учитывая, что объем хлороводорода равен удвоенному объему алкина, можем найти объем хлороводорода:

\[V_{\text{HCl}} = 2 \cdot 13.44 = 26.88 \text{ л}\]

Итак, мы получили объемы CO2 и HCl, а также известны массы данных веществ. Теперь можно рассчитать их количество вещества, используя формулу:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Для CO2:

\[n_{\text{CO}_2} = \frac{22.6}{44} \approx 0.514 \text{ моль}\]

Для HCl:

\[n_{\text{HCl}} = \frac{26.88}{36.5} \approx 0.736 \text{ моль}\]

Наконец, используя соотношение между стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции, мы можем определить молярные соотношения между CO2, HCl и алкином.

Из уравнения реакции видно, что количество CO2 равно количеству алкина. Таким образом:

\[n_{\text{алкин}} = n_{\text{CO}_2} \approx 0.514 \text{ моль}\]

Поскольку молярная масса алкина равна 26 г/моль, можем найти его массу:

\[m_{\text{алкин}} = n_{\text{алкин}} \cdot M_{\text{алкин}} \approx 0.514 \cdot 26 \approx 13.364 \text{ г}\]

Таким образом, мы получили массу алкина, массу диоксида углерода и количество вещества хлороводорода в реакции.

Теперь нам нужно определить молекулярную формулу газообразного алкина. G

Массовая доля углерода в алкине составляет:

\[\text{массовая доля углерода} = \frac{M_{\text{углерода}}}{M_{\text{алкин}}} = \frac{12}{26} \approx 0.462\]

Массовая доля водорода в алкине:

\[\text{массовая доля водорода} = \frac{M_{\text{водорода}}}{M_{\text{алкин}}} = \frac{1}{26} \approx 0.038\]

Теперь можем найти отношение масс углерода к водороду:

\[\text{отношение масс углерода к водороду} = \frac{\text{массовая доля углерода}}{\text{массовая доля водорода}}\]

\[\text{отношение масс углерода к водороду} = \frac{0.462}{0.038} \approx 12.158\]

Поскольку данное значение близко к 12, а алкин (CnH2n-2) представляет собой углеводород с двойной углерод-углеродной связью, можно сделать вывод, что молекула алкина содержит примерно 12 атомов углерода и 10 атомов водорода.

Таким образом, молекулярная формула газообразного алкина, полученного при данной реакции, будет C12H10.