Какая молекулярная формула соответствует нитроалкану, если массовая доля кислорода в нем составляет 35,96%?

Mango

24

Чтобы найти молекулярную формулу нитроалкана, мы должны разложить заданные процентные содержания элементов на атомные массы и затем найти наименьшее общее кратное между ними.

Дано, что массовая доля кислорода составляет 35,96%. Для начала, нам нужно найти массовую долю углерода и водорода в нитроалкане. Эти три элемента (кислород, углерод и водород) составляют основную часть органических соединений, поэтому их сумма должна быть равна 100%.

Для простоты рассчитаем массовую долю углерода и водорода, считая, что имеется 100 граммов нитроалкана. Тогда масса кислорода будет равна 35,96 грамма.

Массовая доля углерода равна \(100 - 35,96 = 64,04\) грамма.
Массовая доля водорода также равна \(100 - 35,96 = 64,04\) грамма.

Теперь рассчитаем соотношение числа моль для каждого элемента. Для этого нам необходимо разделить массу каждого элемента на его атомную массу.

Масса углерода (C) равна 64,04 грамма, а его атомная масса равна 12,01 г/моль.
Масса водорода (H) также равна 64,04 грамма, а его атомная масса равна 1,008 г/моль.
Масса кислорода (O) составляет 35,96 грамма, а его атомная масса равна 16,00 г/моль.

Теперь поделим массу каждого элемента на его атомную массу, чтобы получить число моль для каждого элемента:

Число моль углерода (C) = \(\frac{{64,04}}{{12,01}} \approx 5,332\)
Число моль водорода (H) = \(\frac{{64,04}}{{1,008}} \approx 63,49\)
Число моль кислорода (O) = \(\frac{{35,96}}{{16,00}} \approx 2,25\)

Затем найдем наименьшее общее кратное между этими числами, чтобы получить простейшую соотносящуюся молекулярную формулу.

Для числа моль углерода (C) находим наименьшее общее кратное с другими числами:
5,332 ≈ 2,25 \(\times\) \(2\)
5,332 ≈ 63,49 \(\times\) \(7\)

Теперь пересчитаем число моль каждого элемента:
Число моль углерода: \(2 \times 2,25\) = \(4,5\)
Число моль водорода: \(7 \times 2,25\) = \(15,75\)
Число моль кислорода: \(2,25\)

Теперь поделим каждое число моль на минимальное значение (2,25) и округлим результаты до ближайших целых чисел, чтобы получить простейшую молекулярную формулу:

Простейшая молекулярная формула для нитроалкана, где массовая доля кислорода составляет 35,96%, будет C4H7O2.

Таким образом, молекулярная формула нитроалкана, где массовая доля кислорода составляет 35,96%, - это C4H7O2.