Какова молекулярная формула исходного органического вещества, полученного при окислении циклического углеводорода

Grigoryevich

22

Давайте решим задачу поэтапно, чтобы все было понятно.

1. Задача говорит о том, что у нас есть органическое вещество, полученное при окислении циклического углеводорода с помощью перманганата калия в присутствии серной кислоты. Нам нужно найти его молекулярную формулу и структурную формулу.

2. Для начала, давайте определим процентное содержание каждого элемента в веществе. Из условия задачи известно, что оно содержит 45,45% углерода, 48,48% кислорода и 6,07% водорода по массе.

3. Чтобы определить молекулярную формулу, мы должны знать отношение количества атомов каждого элемента в молекуле вещества. Для этого нам необходимо знать их относительные атомные массы.

4. Молярная масса углерода (C) равна примерно 12 г/моль, кислорода (O) - примерно 16 г/моль, водорода (H) - примерно 1 г/моль.

5. Рассчитаем количество массы углерода в 100 г вещества. Его масса будет равна \(100 \times 45,45\% = 45,45\) г.

6. Для вычисления количества молей углерода воспользуемся формулой:
\[
\text{количество молей} = \frac{\text{масса вещества, г}}{\text{молярная масса элемента, г/моль}}
\]
В нашем случае:
\[
\text{количество молей углерода} = \frac{45,45}{12} \approx 3,79 \text{ моль}
\]

7. Повторим похожие шаги для кислорода и водорода. Вычислим массу кислорода и водорода в 100 г вещества и количество молей каждого элемента.

Масса кислорода: \(100 \times 48,48\% = 48,48\) г
Количество молей кислорода: \(\frac{48,48}{16} \approx 3,03\) моль

Масса водорода: \(100 \times 6,07\% = 6,07\) г
Количество молей водорода: \(\frac{6,07}{1} \approx 6,07\) моль

8. Теперь, чтобы найти молекулярную формулу вещества, мы должны выразить количество атомов каждого элемента в пропорциях целых чисел.

Для этого разделим количество атомов каждого элемента на наименьшее количество молей (в данном случае, на 3,03, так как это наименьшее значение молей).

Количество атомов углерода: \(\frac{3,79}{3,03} \approx 1,25\)
Количество атомов кислорода: \(\frac{3,03}{3,03} = 1\)
Количество атомов водорода: \(\frac{6,07}{3,03} = 2\)

9. Таким образом, молекулярная формула данного вещества будет \(C_{1,25}O_{1}H_{2}\), где индексы указывают количество атомов каждого элемента в молекуле.

10. Чтобы найти структурную формулу, мы можем использовать информацию о порядке связи атомов в молекуле. В данной задаче это не указано, поэтому мы не можем однозначно определить структурную формулу.

11. Наконец, чтобы написать уравнение реакции получения этого вещества путем окисления, нам необходимо знать циклический углеводород, который окисляется. В условии задачи не указано, какой именно углеводород был использован, поэтому мы не можем составить точное уравнение реакции.

Вот таким образом мы решаем данную задачу. Если у вас есть еще вопросы, пожалуйста, задавайте.