Для решения данной задачи необходимо определить молекулярную формулу органического вещества, используя предоставленные массовые доли элементов и относительную плотность паров по водороду.
Определение эмпирической формулы:
Массовые доли элементов в веществе:
- Углерод (C): 64,86%
- Водород (H): 13,52%
- Кислород (O): 21,62%
Для удобства расчетов примем, что масса образца вещества составляет 100 г. Тогда масса каждого элемента будет равна их массовой доле (в граммах):
- C: 64,86 г
- H: 13,52 г
- O: 21,62 г
Далее, определим количество молей каждого элемента:
- Для углерода: ( \frac{64,86}{12.01} \approx 5.40 ) моль
- Для водорода: ( \frac{13,52}{1.008} \approx 13.42 ) моль
- Для кислорода: ( \frac{21,62}{16.00} \approx 1.35 ) моль
Теперь находим соотношение молей, разделив каждое количество молей на наименьшее значение (1.35):
- C: ( \frac{5.40}{1.35} \approx 4 )
- H: ( \frac{13.42}{1.35} \approx 10 )
- O: ( \frac{1.35}{1.35} = 1 )
Таким образом, эмпирическая формула вещества — C₄H₁₀O.
Определение молекулярной формулы:
Относительная плотность паров по водороду составляет 37. Это означает, что молекулярная масса вещества в 37 раз больше молекулярной массы водорода (H₂), которая равна 2 г/моль. Поэтому молекулярная масса вещества составляет ( 37 \times 2 = 74 ) г/моль.
Рассчитаем молекулярную массу эмпирической формулы C₄H₁₀O:
- Углерод: ( 4 \times 12.01 = 48.04 )
- Водород: ( 10 \times 1.008 = 10.08 )
- Кислород: ( 1 \times 16.00 = 16.00 )
Общая масса: ( 48.04 + 10.08 + 16.00 = 74.12 ) г/моль
Поскольку молекулярная масса эмпирической формулы (74.12 г/моль) совпадает с рассчитанной молекулярной массой (74 г/моль), молекулярная формула совпадает с эмпирической: C₄H₁₀O.
Таким образом, органическое вещество с указанными свойствами имеет формулу C₄H₁₀O. Это соединение может быть, например, бутанол или эфир, в зависимости от структуры.