Яку молекулярну формулу має вуглеводень, якщо при його спалюванні 1 моль утворюється 132 г карбон оксиду, а маса

Сладкий_Пират

53

Щоб знайти молекулярну формулу цього вуглеводню, спочатку потрібно використати дані про його спалювання та масу 1 л речовини за нормальних умов.

Ми знаємо, що 1 моль вуглеводню спалюється до утворення 132 г карбон оксиду (CO2). З цього висновку ми можемо скласти рівняння реакції спалювання:

\[ C_xH_y + aO_2 \rightarrow bCO_2 + cH_2O \]

Де:
- \( C_xH_y \) - молекулярна формула вуглеводню,
- \( a \) - коефіцієнт спалювання кисню,
- \( b \) - коефіцієнт утворення карбон оксиду,
- \( c \) - коефіцієнт утворення води.

Ми можемо записати масові співвідношення між продуктами:

\[ \frac{{132 \, \text{г CO}_2}}{{1 \, \text{моль CO}_2}} = \frac{{b \cdot \text{моль CO}_2}}{{1 \, \text{моль вуглеводню}}} \]

Або, зважаючи на дані, що вуглеводень в стані пари має масу 1,961 г в 1 л:

\[ \frac{{1,961 \, \text{г вуглеводню}}}{{1 \, \text{л вуглеводню}}} = \frac{{1 \, \text{моль вуглеводню}}}{{x \, \text{г вуглеводню}}} \]

де \( x \) - маса 1 моля вуглеводню.

Ми можемо розв"язати цю систему рівнянь, щоб знайти молекулярну формулу вуглеводню. Давайте розрахуємо це.

Спершу знайдемо \( b \), скориставшись першим рівнянням:

\[ b = \frac{{132 \, \text{г CO}_2}}{{1 \, \text{моль CO}_2}} = 132 \]

Тепер знайдемо \( x \). Підставимо дані в друге рівняння:

\[ x \cdot 1,961 \, \text{г вуглеводню} = 1 \, \text{моль вуглеводню} \cdot 1 \, \text{л вуглеводню} \]

\[ x = \frac{{1 \, \text{моль вуглеводню} \cdot 1 \, \text{л вуглеводню}}}{{1,961 \, \text{г вуглеводню}}} \]

\[ x \approx 0,510 \, \text{моля вуглеводню} \]

Отже, молекулярна формула вуглеводню складається з \( 0,510 \) молей. Тепер ми повинні визначити загальну кількість атомів вуглецю і водню в цьому складі.

Для цього розділимо кількість атомів на \( 0,510 \) моль. Знання про загальну масу 1 л вуглеводню (1,961 г) допоможе знайти масу 1 моля вуглеводню:

\[ 1,961 \, \text{г вуглеводню} \cdot \frac{{1 \, \text{моль вуглеводню}}}{{0,510 \, \text{моля вуглеводню}}} = 3,848 \, \text{г/моль} \]

Тепер ми можемо розрахувати кількість атомів в кожному елементі (вуглець і водень) в молекулярній формулі, використовуючи загальну масу 1 моля вуглеводню:

\[ \text{вуглець:} \quad \frac{{3,848 \, \text{г/моль вуглеводню}}}{{12,01 \, \text{г/моль атома вуглецю}}} \approx 0,320 \, \text{атома вуглецю} \]

\[ \text{водень:} \quad \frac{{3,848 \, \text{г/моль вуглеводню}}}{{1,008 \, \text{г/моль атома водню}}} \approx 3,820 \, \text{атома водню} \]

Таким чином, молекулярна формула цього вуглеводню буде \( C_{0,320}H_{3,820} \).

Важливо зазначити, що значення атомних коефіцієнтів може бути округлено до прийнятих значень, таких як цілі числа. Тоді молекулярна формула вуглеводню буде \( CH_3 \). Отже, вуглеводень має молекулярну формулу \( CH_3 \).