Яку молекулярну формулу має сполука, враховуючи масові частки елементів у ній: Карбон – 37,5%, Гідроген – 12,5%

Zolotoy_Ray_8354

39

Щоб визначити молекулярну формулу сполуки, необхідно спочатку знайти емпіричну (просту) формулу, а потім встановити її молекулярну формулу з допомогою данних відносних густиностей.

1. Розрахунок емпіричної формули:

a) Переведемо масові частки елементів у мольні частки. Для цього поділимо моли елементів на їх суму:

Карбон: \( \frac{37.5}{12.01} = 3.12 \) моль
Гідроген: \( \frac{12.5}{1.01} = 12.38 \) моль
Оксиген: \( \frac{50}{16.00} = 3.12 \) моль

b) Поділимо кожну мольну частку на найдрібніше число серед них, щоб отримати цілі числа або наближені до них:

Карбон: \( \frac{3.12}{3.12} ≈ 1 \) моль
Гідроген: \( \frac{12.38}{3.12} ≈ 4 \) молі
Оксиген: \( \frac{3.12}{3.12} ≈ 1 \) моль

Тепер ми маємо емпіричну формулу CH4O.

2. Встановлення молекулярної формули:

a) Від теперішньої емпіричної формули, ми знаємо, що вона має одну молекулу карбону (С), чотири молекули водню (Н) і одну молекулу кисню (О).

b) Знання ролі відносної густини за воднем теж допоможе нам визначити множник, який відображає кількість молекул в сполуці відносно водню.

Відносна густина відображає співвідношення маси сполуки до маси одного моля водню. Відносна густина сполуки за воднем повинна бути дорівнювати відношенню молекулярної маси сполуки до молекулярної маси одного атома водню.

Значення молекулярної маси вуглецю дорівнює 12.01 г/моль, гідрогену - 1.01 г/моль, а кисню - 16.00 г/моль.

\[ \text{Відносна густина за воднем} = \frac{\text{Молекулярна маса}}{\text{Молекулярна маса водню}} \]

Для сполуки CH4O, вона маємо:

\[ \text{Відносна густина за воднем} = \frac{12.01 + (4 \times 1.01) + 16.00}{1.01} \]

\[ = \frac{12.01 + 4.04 + 16.00}{1.01} \]

\[ \approx \frac{32.05}{1.01} \]

\[ \approx 31.74 \]

Тепер, з нашою емпіричною формулою CH4O і відносною густиною за воднем, ми можемо встановити молекулярну формулу.

Множник, який відображає кількість молекул в сполуці відносно водню, дорівнює відносній густині, округленій до найближчого цілого числа.

\[ \text{Молекулярна формула} = (\text{Емпірична формула}) \times \text{Множник} \]

\[ = \text{CH4O} \times 32 \]

\[ = \text{C32H128O32} \]

Отже, молекулярна формула сполуки, враховуючи масові частки елементів у ній та відносну густину за воднем, є C32H128O32.