Относительная плотность паров углеводорода по водороду равна 55. Массова доля углерода в нем рравна...

Для определения молекулярной формулы углеводорода (МФУ) воспользуемся следующими данными:

1. Относительная плотность паров углеводорода по водороду.
2. Массовая доля углерода в углеводороде.

Шаг 1: Определение молекулярной массы углеводорода

Относительная плотность паров углеводорода ( D ) по водороду равна 55. Это означает, что молекулярная масса углеводорода ( M ) в 55 раз больше молекулярной массы водорода (H₂), которая равна 2 г/моль (так как водород молекулярный, H₂).

[ D = \frac{M}{M_{H_2}} ] [ 55 = \frac{M}{2} ] [ M = 55 \times 2 = 110 \, \text{г/моль} ]

Шаг 2: Определение массовых долей элементов

Массовая доля углерода ( w(C) ) в углеводороде равна 87,27%. Следовательно, массовая доля водорода ( w(H) ) будет:

[ w(H) = 100\% - w(C) = 100\% - 87,27\% = 12,73\% ]

Шаг 3: Определение количества атомов элементов в молекуле

Пусть молекулярная формула углеводорода будет ( C_xH_y ).

1. Масса углерода в молекуле:

[ x \cdot 12 \, \text{г/моль} ]

1. Масса водорода в молекуле:

[ y \cdot 1 \, \text{г/моль} ]

Сумма масс углерода и водорода должна равняться молекулярной массе углеводорода:

[ 12x + y = 110 ]

Массовые доли элементов можно выразить также через количество атомов:

[ w(C) = \frac{12x}{110} \times 100\% ] [ 87,27\% = \frac{12x}{110} \times 100\% ]

Решим уравнение:

[ \frac{12x}{110} = 0,8727 ] [ 12x = 110 \times 0,8727 ] [ 12x = 96 ] [ x = \frac{96}{12} ] [ x = 8 ]

Теперь найдем ( y ):

[ y = 110 - 12x ] [ y = 110 - 12 \times 8 ] [ y = 110 - 96 ] [ y = 14 ]

Шаг 4: Молекулярная формула

Таким образом, молекулярная формула углеводорода:

[ C8H{14} ]

Однако, на этом этапе важно проверить правильность формулы. Углеводороды часто подчиняются общей формуле ( CnH{2n+2} ) для алканов, ( CnH{2n} ) для алкенов и ( CnH{2n-2} ) для алкинов или циклоалканов. Формула ( C8H{14} ) не соответствует ни одной из этих простых категорий, что может указывать на наличие циклической структуры или ненасыщенности (двойные или тройные связи).

Проверим, соответствует ли эта формула циклическому углеводороду (циклоалкену):

Циклоалкены имеют общую формулу ( CnH{2n-2} ). Проверим:

Для ( C8 ) должно быть ( H{2n-2} ):

[ H{2 \times 8 - 2} = H{16 - 2} = H_{14} ]

Таким образом, формула ( C8H{14} ) соответствует циклоалкену.

Относительная молекулярная масса углеводорода равна 30.

Относительная молекулярная масса углеводорода можно вычислить по формуле:

Относительная молекулярная масса = (% углерода / атомная масса углерода) + (% водорода / атомная масса водорода)

Для углерода атомная масса равна примерно 12,01 г/моль, а для водорода - 1,01 г/моль.

Имея массовую долю углерода в углеводороде (87,27%) и относительную плотность паров (55), мы можем найти массовую долю водорода в углеводороде:

Массовая доля водорода = 100% - 87,27% = 12,73%

Теперь подставим значения в формулу:

Относительная молекулярная масса = (87,27 / 12,01) + (12,73 / 1,01) ≈ 7,26 + 12,61 ≈ 19,87 г/моль

Таким образом, относительная молекулярная масса углеводорода равна примерно 19,87 г/моль.