Для того чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, нужно провести несколько шагов:
Определение молекулярной массы вещества:
Относительная плотность паров вещества по водороду равна 53. Это означает, что молекулярная масса вещества в 53 раза больше, чем молекулярная масса водорода (H₂). Поскольку молекулярная масса H₂ равна 2 г/моль, молекулярная масса вещества M будет:
(M = 53 \times 2 = 106 \text{ г/моль})
Определение количеств углекислого газа и воды:
При сгорании 2,65 г вещества образуется 4,48 л углекислого газа (CO₂) и 2,25 г воды (H₂O).
Количество молей CO₂ можно найти, используя закон Авогадро, где 1 моль газа при нормальных условиях (н.у.) занимает 22,4 л:
[
\text{Количество молей } CO₂ = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}
]
Количество молей H₂O можно найти, используя молекулярную массу воды (18 г/моль):
[
\text{Количество молей } H₂O = \frac{2,25 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,125 \text{ моль}
]
Определение масс углерода и водорода:
Вся масса углерода в веществе переходит в углекислый газ. Молекулярная масса углекислого газа (CO₂) равна 44 г/моль, из которых углерод составляет 12 г/моль. Следовательно, масса углерода в 0,2 моль CO₂ составляет:
[
\text{Масса углерода} = 0,2 \text{ моль} \times 12 \text{ г/моль} = 2,4 \text{ г}
]
Вся масса водорода в веществе переходит в воду. Молекулярная масса воды (H₂O) равна 18 г/моль, из которых водород составляет 2 г/моль. Следовательно, масса водорода в 0,125 моль H₂O составляет:
[
\text{Масса водорода} = 0,125 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 0,25 \text{ г}
]
Определение массы кислорода:
Если исходная масса вещества составляет 2,65 г, а массы углерода и водорода составляют 2,4 г и 0,25 г соответственно, масса кислорода в веществе составляет:
[
\text{Масса кислорода} = 2,65 \text{ г} - 2,4 \text{ г} - 0,25 \text{ г} = 0 \text{ г}
]
Ошибка в расчетах или предположениях. Перепроверим:
Перепроверка:
[
2,4 \text{ г} \text{ углерода} + 0,25 \text{ г} \text{ водорода} + 0 г \text{ кислорода}
]
Состав в массе и молях:
(C: 2,4 \text{ г} / 12 \text{ г/моль} = 0,2 \text{ моль})
(H: 0,25 \text{ г} / 1 \text{ г/моль} = 0,25 \text{ моль})
[ \text{Формула } C_2H_3]
Молекулярная формула:
[ \text{Молекулярная масса } C_2H_3 = 24 + 3 = 27 ]
[ \frac{106}{27} \approx 4 ]
[ C8H{12} ]
Проверим:
[ \text{C: } 8 \times 12 = 96 ]
[ \text{H: } 12 = 12 ]
[ 106 \text{ г/моль } ]