При взаимодействии 1,74 г алкана с бромом образовалось 4,11 г монобромпроизводного. Определите молекулярную...

Для решения данной задачи необходимо использовать закон постоянных пропорций, который гласит, что масса каждого элемента в соединении является постоянной и не зависит от их источника.

Дано:

Масса алкана = 1,74 г Масса монобромпроизводного = 4,11 г

Шаг 1: Найдем молярную массу брома

Молярная масса брома = 79,9 г/моль

Шаг 2: Найдем количество моль брома, содержащееся в монобромпроизводном

n(бром) = масса монобромпроизводного / молярная масса брома n(бром) = 4,11 г / 79,9 г/моль ≈ 0,0514 моль

Шаг 3: Найдем количество моль брома, которое должно было реагировать с алканом

Так как алкан является насыщенным углеводородом, то каждый атом углерода в алкане должен образовать одну молекулу монобромпроизводного. Следовательно, количество моль алкана равно количеству моль брома, реагировавшему с ним.

n(алкан) = 0,0514 моль

Шаг 4: Найдем молекулярную массу алкана

Молекулярная масса алкана = масса алкана / количество моль алкана Молекулярная масса алкана = 1,74 г / 0,0514 моль ≈ 33,8 г/моль

Так как молекулярная масса алкана равна примерно 33,8 г/моль, то можно сделать вывод, что это алкан с 3 углеродами и 8 атомами водорода, т.е. это пропан (C3H8).

Чтобы определить молекулярную формулу алкана, нужно воспользоваться данными о массах исходного алкана и образовавшегося монобромпроизводного, а также учитывать закон сохранения массы.

1. Обозначим алкан как (CnH{2n+2}).
2. Обозначим молекулярную массу алкана как (M(CnH{2n+2})).
3. Обозначим молекулярную массу монобромпроизводного как (M(CnH{2n+1}Br)).

При взаимодействии алкана с бромом происходит замещение одного атома водорода на атом брома, поэтому:

[ M(CnH{2n+1}Br) = M(CnH{2n+2}) - MH + M{Br} ]

Здесь (MH) — молекулярная масса водорода (1 г/моль), а (M{Br}) — молекулярная масса брома (79,9 г/моль).

1. Определим молекулярную массу алкана (M(CnH{2n+2})) из массы его образца:

Масса алкана: 1,74 г. Масса монобромпроизводного: 4,11 г. Массовое изменение: (4,11 \text{ г} - 1,74 \text{ г} = 2,37 \text{ г}).

Эта разница в массе обусловлена замещением одного атома водорода на атом брома, то есть: [ M_{Br} - M_H = 79,9 \text{ г/моль} - 1 \text{ г/моль} = 78,9 \text{ г/моль}. ]

Теперь у нас есть соотношение:

[ M(CnH{2n+1}Br) - M(CnH{2n+2}) = 78,9 \text{ г/моль}.]

1. Используем данные о массах алкана и монобромпроизводного для нахождения молекулярной массы алкана:

Масса алкана: 1,74 г. Масса монобромпроизводного: 4,11 г.

Пусть молекулярная масса алкана равна (M). Тогда:

[ \frac{1,74}{M} = \frac{4,11}{M + 78,9}. ]

Решим это уравнение для (M):

[ 1,74 \times (M + 78,9) = 4,11 \times M. ]

Раскрываем скобки и приводим подобные:

[ 1,74M + 137,286 = 4,11M. ]

Переносим все члены с (M) в одну часть уравнения:

[ 137,286 = 4,11M - 1,74M, ]

[ 137,286 = 2,37M, ]

[ M = \frac{137,286}{2,37} \approx 57,9 \text{ г/моль}. ]

1. Определим молекулярную формулу алкана:

Молекулярная масса алкана (CnH{2n+2}) близка к 58 г/моль. Это соответствует молекулярной массе бутана (C4H{10}):

[ M(C4H{10}) = 4 \times 12 + 10 \times 1 = 48 + 10 = 58 \text{ г/моль}. ]

Следовательно, молекулярная формула алкана — (C4H{10}).