Какую формулу углеводорода можно установить на основе получения 8,48% азота по массе при нитрировании с помощью

Sladkaya_Ledi

9

В данной задаче нам дано, что в результате нитрирования углеводорода содержание азота составляет 8,48% по массе. Нашей задачей является определить формулу этого углеводорода.

Для начала, давайте рассмотрим азотную кислоту (HNO3) и ее химическую структуру. Азотная кислота состоит из атома азота и трех атомов кислорода, соответственно, ее молекулярная масса равна 63.01 г/моль.

У нас есть процентное содержание азота в реакционной смеси (8,48%). Чтобы определить формулу углеводорода, нам необходимо рассчитать количество азота, содержащегося в 1 моль азотной кислоты.

Масса азота в 1 моль азотной кислоты:

\[
\text{{Масса азота}} = \text{{Молярная масса азотной кислоты}} \times \frac{{\text{{Количество азота в 1 моле азотной кислоты}}}}{{\text{{Молярная масса азотной кислоты}}}} = 63.01 \, \text{{г}}/ \text{{моль}} \times \frac{{1 \, \text{{моль}}}}{{5 \, \text{{моль азота}}}} = 12.602 \, \text{{г}}
\]

Теперь у нас есть масса азота, содержащегося в 1 моль азотной кислоты. Чтобы найти количество моль азота, используя процентное содержание азота в реакционной смеси, мы должны разделить эту массу на процентное содержание азота:

\[
\text{{Количество моль азота}} = \frac{{\text{{Масса азота}}}}{{\text{{Процентное содержание азота}}}} = \frac{{12.602 \, \text{{г}}}}{{8.48 / 100}} = 148.58 \, \text{{г}}/\text{{моль}}
\]

Таким образом, у нас есть 148.58 г молекулярной массы азота в одной молекуле азотной кислоты.

Теперь мы можем перейти к определению формулы углеводорода. Поскольку мы знаем, что содержание азота в углеводороде составляет 8,48%, мы можем сравнить количество азота в одной молекуле азотной кислоты с количеством азота в одной молекуле углеводорода.

Пусть "A" - количество атомов азота в одной молекуле азотной кислоты, "B" - количество атомов азота в одной молекуле углеводорода.

Тогда отношение количества азота в одной молекуле азотной кислоты к количеству азота в одной молекуле углеводорода будет равно отношению массы азота в одной молекуле азотной кислоты к массе азота в одной молекуле углеводорода:

\[
\frac{A}{B} = \frac{\text{{Масса азота в 1 молекуле азотной кислоты}}}{\text{{Масса азота в 1 молекуле углеводорода}}}
\]

Подставляя значения:

\[
\frac{A}{B} = \frac{12.602 \, \text{{г/моль}}}{148.58 \, \text{{г/моль}}}
\]

Теперь нам нужно найти простую и целую формулу, которая даст нам целочисленные значения для "A" и "B". Для этого нам нужно разделить оба числителя и знаменателя на наибольший общий делитель этих чисел:

\[
\frac{A}{B} = \frac{12.602 \, \text{{г/моль}}/2}{148.58 \, \text{{г/моль}}/2} = \frac{6.301}{74.29}
\]

Мы видим, что наибольший общий делитель для этих чисел равен 0.1, так как оба числа делятся на 0.1 без остатка:

\[
\frac{A}{B} = \frac{63.01}{742.9}
\]

Теперь мы можем записать коэффициенты межатомного соотношения нашего углеводорода. Поскольку нам нужна целочисленная формула, давайте умножим обе части на 10:

\[
\frac{10A}{B} = \frac{630.1}{742.9}
\]

Теперь мы видим, что ближайшие целочисленные соотношения для наших коэффициентов будут:

\[
A = 630, B = 743
\]

Таким образом, формула углеводорода, полученного в результате нитрирования, будет:

\[
C_{630}H_{743}
\]

Где "C" представляет атомы углерода, "H" - атомы водорода, а индексы являются соответствующими коэффициентами.