Які масові відсотки вуглецю, водню та кисню в складі карбонової кислоти? Яка формула кислоти, якщо її пари мають

Лариса

27

Карбонова кислота (H2CO3) складається з вуглецю (C), водню (H) та кисню (O).

Для того, щоб знайти масові відсотки цих елементів в складі карбонової кислоти, нам потрібно знати молекулярну масу кожного елемента та загальну молекулярну масу карбонової кислоти.

Молекулярна маса вуглецю (C) дорівнює 12,01 г/моль.
Молекулярна маса водню (H) дорівнює 1,01 г/моль.
Молекулярна маса кисню (O) дорівнює 16,00 г/моль.

Тепер, відсоток маси кожного елемента розраховується за формулою:

Відсоток маси = (Маса елемента / Загальна маса речовини) * 100%

Давайте розрахуємо масові відсотки.

Загальна маса карбонової кислоти (H2CO3) складається з двох атомів водню (H), одного атома вуглецю (C) та трьох атомів кисню (O).

Маса вуглецю (C) = 12,01 г/моль * 1 = 12,01 г/моль
Маса водню (H) = 1,01 г/моль * 2 = 2,02 г/моль
Маса кисню (O) = 16,00 г/моль * 3 = 48,00 г/моль

Загальна маса карбонової кислоти (H2CO3) = 12,01 г/моль + 2,02 г/моль + 48,00 г/моль = 62,03 г/моль

Тепер розрахуємо масові відсотки:

Відсоток маси вуглецю (C) = (Маса вуглецю / Загальна маса карбонової кислоти) * 100%
Відсоток маси вуглецю (C) = (12,01 г/моль / 62,03 г/моль) * 100% ≈ 19,34%

Відсоток маси водню (H) = (Маса водню / Загальна маса карбонової кислоти) * 100%
Відсоток маси водню (H) = (2,02 г/моль / 62,03 г/моль) * 100% ≈ 3,26%

Відсоток маси кисню (O) = (Маса кисню / Загальна маса карбонової кислоти) * 100%
Відсоток маси кисню (O) = (48,00 г/моль / 62,03 г/моль) * 100% ≈ 77,40%

Отже, масові відсотки вуглецю, водню та кисню в складі карбонової кислоти становлять приблизно 19,34%, 3,26% та 77,40% відповідно.

Щодо другої частини запитання щодо формули кислоти, яка має відносну густину 3,75 порівняно з метаном, нам потрібно знати відносні густини цих речовин відносно водню. Відносна густина метану (CH4) відносно водню дорівнює 0,558, тому відносна густина карбонової кислоти (H2CO3) відносно водню буде:

Відносна густина карбонової кислоти/відносна густина метану = Загальна маса карбонової кислоти/Загальна маса метану

3,75/0,558 = Загальна маса карбонової кислоти/16,04 г/моль

(3,75 * 16,04 г/моль)/0,558 ≈ Загальна маса карбонової кислоти ≈ 107,38 г/моль

Тепер, знаючи, що маса вуглецю (C) в карбоновій кислоті становить 12,01 г/моль, ми можемо розрахувати кількість атомів вуглецю в одній молекулі кислоти:

(12,01 г/моль / 107,38 г/моль) * 1 = 0,1117 моль

Отже, в одній молекулі карбонової кислоти міститься приблизно 0,1117 моль вуглецю.

Оскільки водень і кисень теж присутні в цій молекулі, можна припустити, що в одній молекулі карбонової кислоти міститься така ж кількість водню та кисню.

Отже, формула карбонової кислоти буде C0.1117H0.1117O0.1117 (перейменована для зручності). Зверніть увагу, що значення 0.1117 округлено до 4 знаків після коми, оскільки використовується кілька значущих цифр з розрахунків.

Це є розрахункова формула на основі масових відсотків та відносної густини, і може відрізнятися від хімічної формули карбонової кислоти, яку зазвичай використовують. Тому, будьте уважними і перевіряйте цю відповідь зі своїм вчителем.