Какова масса кислоты с наибольшим числом атомов углерода в ее молекуле (в г), полученной в результате каталитического

Gennadiy

33

Для решения этой задачи нам нужно узнать, какие кислоты могут быть получены в результате каталитического окисления пентана и их соотношение в массах. Затем мы найдем массу кислоты с наибольшим числом атомов углерода в ее молекуле.

Каталитическое окисление пентана (C5H12) массой 14,4 г кислородом (O2) воздуха приводит к образованию углекислого газа (CO2) и воды (H2O).

Уравнение реакции окисления пентана:
C5H12 + 8O2 → 5CO2 + 6H2O

Молярная масса пентана (C5H12) составляет около 72,15 г/моль. Так как мы используем 14,4 г пентана, мы можем найти количество молей пентана:

\[
\text{{количество молей пентана}} = \frac{{\text{{масса пентана}}}}{{\text{{молярная масса пентана}}}}
\]

\[
\text{{количество молей пентана}} = \frac{{14,4 \, \text{г}}}{{72,15 \, \text{г/моль}}} \approx 0,1993 \, \text{моль}
\]

Исходя из уравнения реакции, мы видим, что для образования пяти молей CO2 необходимо пять молей пентана. Значит,:

\[
\text{{количество молей CO2}} = 5 \times \text{{количество молей пентана}} = 5 \times 0,1993 \, \text{моль} = 0,9965 \, \text{моль}
\]

Молярная масса CO2 составляет примерно 44,01 г/моль. Поэтому мы можем найти массу CO2:

\[
\text{{масса CO2}} = \text{{количество молей CO2}} \times \text{{молярная масса CO2}}
\]

\[
\text{{масса CO2}} = 0,9965 \, \text{моль} \times 44,01 \, \text{г/моль} \approx 43,83 \, \text{г}
\]

Таким образом, полученная масса CO2 составляет примерно 43,83 г.

Теперь, для определения массы кислоты с наибольшим числом атомов углерода в ее молекуле, нам нужно рассмотреть соотношение массы CO2 к массе кислоты с наибольшим числом атомов углерода в ее молекуле. Пусть масса этой кислоты равна \(x\) г.

Из условия задачи мы знаем, что массы этих кислот относятся друг к другу как 1:5. То есть:

\[
\frac{{\text{{масса CO2}}}}{{\text{{масса кислоты}}}} = \frac{1}{5}
\]

Подставляя найденную массу CO2 в это выражение, мы можем решить его относительно \(x\):

\[
\frac{{43,83 \, \text{г}}}{{x \, \text{г}}} = \frac{1}{5}
\]

Умножим обе стороны на \(x\):

\[
43,83 \, \text{г} = \frac{x}{5}
\]

Умножим обе стороны на 5:

\[
x = 5 \times 43,83 \, \text{г} \approx 219,15 \, \text{г}
\]

Таким образом, масса кислоты с наибольшим числом атомов углерода в ее молекуле составляет примерно 219,15 г.