Какова молекулярная формула органического соединения, при сжигании которого получается 33,6 л углекислого газа и 13,5

Magnitnyy_Lovec

43

Для решения данной задачи нам необходимо использовать основные принципы химии. Давайте начнем с расчета молекулярной формулы органического соединения.

1) Расчет количества углекислого газа ( \(CO_2\) ), образовавшегося при сжигании органического соединения:

Объем углекислого газа ( \(V_{CO_2}\) ) можно выразить через его молярный объем ( \(V_m\) ) и количество вещества \(n_{CO_2}\):

\[ V_{CO_2} = V_m \cdot n_{CO_2} \]

Молярный объем углекислого газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм) составляет около 22,4 л/моль.

Таким образом, количество вещества \(n_{CO_2}\) углекислого газа можно найти, разделив объем углекислого газа на молярный объем:

\[ n_{CO_2} = \frac{V_{CO_2}}{V_m} \]

В данном случае, из условия задачи \(V_{CO_2} = 33,6\) л углекислого газа. Подставляя эту величину и молярный объем \(V_m = 22,4\) л/моль, получаем:

\[ n_{CO_2} = \frac{33,6}{22,4} \]

2) Расчет количества воды ( \(H_2O\) ), образовавшейся при сжигании органического соединения:

Для определения количества вещества воды ( \(n_{H_2O}\) ) мы можем использовать массу образовавшейся воды. Массу можно выразить через количество вещества ( \(n_{H_2O}\) ) и молярную массу ( \(M_{H_2O}\) ) воды:

\[ m_{H_2O} = n_{H_2O} \cdot M_{H_2O} \]

Молярная масса воды ( \(M_{H_2O}\) ) равна 18 г/моль.

Из условия задачи имеем \(m_{H_2O} = 13,5\) г воды. Подставляя эту величину и молярную массу \(M_{H_2O} = 18\) г/моль, получаем:

\[ n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} \]

\[ n_{H_2O} = \frac{13,5}{18} \]

3) Определение отношения между количество вещества углекислого газа и воды:

Определим отношение \(n_{CO_2}\) к \( n_{H_2O}\). Это отношение позволит нам определить коэффициент пропорциональности между ними.

\[ \frac{n_{CO_2}}{ n_{H_2O}} = \frac{\frac{33,6}{22,4}}{\frac{13,5}{18}} \]

\( n_{CO_2}\) и \( n_{H_2O}\) можно представить в виде целых чисел, разделив оба числа на их наибольший общий делитель:

\[ \frac{n_{CO_2}}{ n_{H_2O}} = \frac{\frac{33,6}{22,4}}{\frac{13,5}{18}} = \frac{\frac{336}{224}}{\frac{135}{18}} = \frac{\frac{3}{2}}{\frac{3}{2}} = 1 \]

4) Определение молекулярной формулы:

Теперь мы знаем, что отношение \(n_{CO_2}\) к \( n_{H_2O}\) равно 1. Это означает, что молекула органического соединения содержит 1 атом углерода (C), 2 атома кислорода (O) и 2 атома водорода (H). Следовательно, молекулярная формула органического соединения будет \(C_1H_2O_2\).

Окончательный ответ: молекулярная формула органического соединения, при сжигании которого получается 33,6 л углекислого газа и 13,5 г воды, равна \(C_1H_2O_2\).