Какова молекулярная формула спирта, в котором массовая доля кислорода составляет 42,11%? Предоставьте полное решение

Николаевич

68

Чтобы найти молекулярную формулу спирта с заданной массовой долей кислорода, нам необходимо рассмотреть массовые доли каждого элемента и использовать их для определения элементного состава спирта.

Давайте предположим, что у нас есть 100 г спирта. Таким образом, массовая доля кислорода составляет 42,11 г.

Поскольку спирт содержит только три элемента - углерод (C), водород (H) и кислород (O), сумма массовых долей этих элементов будет равна 100%.

Мы знаем, что массовая доля кислорода составляет 42,11%, поэтому массовые доли углерода и водорода будут равны (100% - 42,11%) / 2 = 28,95% каждый.

Теперь мы должны перевести массовые доли в мольные доли, чтобы узнать отношение атомов каждого элемента в молекуле.

Для этого найдем молярные массы каждого элемента:
Молярная масса углерода (C) = 12,01 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1,01 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль

Теперь мы можем найти мольные доли каждого элемента:
Мольная доля углерода = (28,95 г / 12,01 г/моль) ≈ 2,41 моль
Мольная доля водорода = (28,95 г / 1,01 г/моль) ≈ 28,67 моль
Мольная доля кислорода = (42,11 г / 16,00 г/моль) ≈ 2,63 моль

Теперь найдем простые отношения между мольными долями элементов, чтобы найти их соотношение в молекуле спирта. Для этого мы разделим каждую мольную долю на наименьшую из них (2,41 моль):

Мольное отношение углерода = 2,41 моль / 2,41 моль ≈ 1
Мольное отношение водорода = 28,67 моль / 2,41 моль ≈ 11,9
Мольное отношение кислорода = 2,63 моль / 2,41 моль ≈ 1,09

Теперь мы можем записать стехиометрическую формулу спирта, зная эти мольные отношения элементов в молекуле. Стремясь к наименьшим целым числам, мы округлим мольное отношение водорода и кислорода до ближайших целых чисел. В результате получим формулу C1H12O1, которую можно упростить до CH3OH.

Таким образом, молекулярная формула спирта с массовой долей кислорода, равной 42,11%, это CH3OH (метанол). Причем в молекуле спирта содержится 1 атом углерода, 4 атома водорода и 1 атом кислорода.