Установіть, будь ласка, молекулярну формулу алкіну, маса якого становить 27 г, а об єм - 11,2 л при нормальних умовах

Skorostnaya_Babochka

50

Щоб знайти молекулярну формулу алкіну, спочатку необхідно визначити кількість молекул алкіну, використовуючи його масу та об"єм при нормальних умовах. Давайте почнемо з використання ідеального газового закону.

Ідеальний газовий закон стверджує, що для ідеального газу, кількість речовини (молі) обернено пропорційна до його об"єму за незмінної температури та тиску. Ми можемо використати цей закон, щоб визначити кількість молекул алкіну.

Спочатку сконвертуємо масу алкіну у кількість речовини з використанням формули:

\[ n = \frac{m}{M} \]

де \( n \) - кількість речовини (у молях), \( m \) - маса речовини (у грамах), \( M \) - молярна маса речовини (у г/моль).

Відомо, що маса алкіну становить 27 г. У даний момент нам необхідно знайти молярну масу алкіну. Щоб це зробити, нам потрібно знати його хімічний склад. Враховуючи, що алкін має загальну молекулярну формулу \( C_nH_{2n-2} \), давайте знайдемо молярну масу.

Молярна маса алкіну складається з суми мас вуглецю (C) та водню (H). Оскільки маємо задану формулу \( C_nH_{2n-2} \), утворюючий атом вуглецю має масу 12 г/моль, а утворюючий атом водню має масу 1 г/моль. Отже, молярна маса алкіну буде:

\[ M = n \cdot M_C + (2n - 2) \cdot M_H \]

Враховуючи, що ми маємо тільки молекулярну формулу алкіну без конкретного значення \( n \), ми не можемо безпосередньо використати цю формулу для обрахунку молярної маси. Тому ми повинні сплиніти цей крок і перейти до наступного кроку.

Другий крок - визначення кількості молекул алкіну, використовуючи ідеальний газовий закон:

\[ n = \frac{V}{V_m} \]

де \( V \) - об"єм газу (у літрах), \( V_m \) - молярний об"єм газу (у літрах на моль).

Відомо, що об"єм алкіну становить 11,2 л, а нормальний тиск і температура становлять 1 атм і 273 К відповідно. Молярний об"єм газу можна обчислити з використанням формули ідеального газового закону:

\[ V_m = \frac{{R \cdot T}}{{P}} \]

де \( R \) - універсальна газова стала (0,0821 л ⋅ атм/моль ⋅ К), \( T \) - абсолютна температура (у Кельвінах), \( P \) - тиск газу (у атмосферах).

Підставимо відомі значення і обчислимо \( V_m \):

\[ V_m = \frac{{0,0821 \cdot 273}}{{1}} \approx 22,414 \, \frac{{л}}{{моль}} \]

Тепер ми можемо обчислити кількість молекул алкіну:

\[ n = \frac{{11,2}}{{22,414}} \approx 0,499 \, \text{{моль}} \]

Таким чином, ми отримали кількість молекул алкіну. Однак, ми все ще не знаємо загальну молекулярну формулу алкіну. Для того, щоб її визначити, нам потрібно обчислити значення \( n \).

З"єднавши першу і другу формули, маємо:

\[ n = \frac{m}{{M_C + 2M_H - 2M_H}} = \frac{{27}}{{12 + 2 \cdot 1 - 2 \cdot 1}} = \frac{{27}}{{12}} \]

Отже, \( n = \frac{{27}}{{12}} = 2,25 \). Ми отримали значення \( n \).

Тепер ми можемо відновити загальну молекулярну формулу алкіну, підставивши значення \( n \) у формулу \( C_nH_{2n-2} \):

\[ C_{2,25}H_{2 \cdot 2,25 - 2} = C_{2,25}H_{3,5} \]

Отже, молекулярна формула алкіну з масою 27 г і об"ємом 11,2 л при нормальних умовах - \( C_{2,25}H_{3,5} \).

Надеюся, що це пояснення було зрозумілим для вас.