При сгорании органического вещества массой 6,9 г образовалось 13,2 г углекислого газа и 8,1 г воды. Плотность этого вещества по воздуху 1,59. Какова молекулярная формула вещества, и какие структурные формулы возможных изомеров можно написать?

Химия 10 класс Определение молекулярной формулы органических веществ сгорание органического вещества углекислый газ молекулярная формула структурные формулы изомеры плотность вещества химический анализ органическая химия Новый

Чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, начнем с анализа данных о его сгорании. Мы знаем, что при сгорании образуются углекислый газ (CO2) и вода (H2O), и можем использовать их массы для нахождения количества углерода (C) и водорода (H) в исходном веществе.

Шаг 1: Найдем количество углерода и водорода.

• Сначала найдем массу углерода в углекислом газе. Молярная масса CO2 составляет 44 г/моль (12 г/моль углерода и 32 г/моль кислорода). Теперь рассчитаем массу углерода:
• Масса CO2 = 13,2 г.
• Количество молей CO2 = 13,2 г / 44 г/моль = 0,3 моль.
• Так как в одном моле CO2 содержится 1 моль углерода, то количество углерода в образовавшемся CO2 равно 0,3 моль.
• Масса углерода = 0,3 моль * 12 г/моль = 3,6 г.

• Теперь найдем массу водорода в воде (H2O). Молярная масса H2O составляет 18 г/моль (2 г/моль водорода и 16 г/моль кислорода). Рассчитаем массу водорода:
• Масса H2O = 8,1 г.
• Количество молей H2O = 8,1 г / 18 г/моль = 0,45 моль.
• Так как в одном моле H2O содержится 2 моль водорода, то количество водорода в образовавшейся H2O равно 0,45 моль * 2 = 0,9 моль.
• Масса водорода = 0,9 моль * 1 г/моль = 0,9 г.

Шаг 2: Найдем массу кислорода.

• Теперь мы можем найти массу кислорода в исходном веществе. Известно, что масса органического вещества составляет 6,9 г. Мы знаем, что оно состоит из углерода, водорода и кислорода:
• Масса кислорода = Масса вещества - (Масса углерода + Масса водорода) = 6,9 г - (3,6 г + 0,9 г) = 2,4 г.

Шаг 3: Найдем количество молей кислорода.

• Молярная масса кислорода составляет 16 г/моль. Теперь рассчитаем количество молей кислорода:
• Количество молей кислорода = 2,4 г / 16 г/моль = 0,15 моль.

Шаг 4: Определим соотношение элементов.

• Теперь у нас есть количество молей каждого элемента:
• Углерод (C): 0,3 моль
• Водород (H): 0,9 моль
• Кислород (O): 0,15 моль

Теперь мы можем найти простейшее соотношение этих элементов. Делим все количество молей на наименьшее значение (0,15):

• C: 0,3 / 0,15 = 2
• H: 0,9 / 0,15 = 6
• O: 0,15 / 0,15 = 1

Таким образом, соотношение элементов в нашем веществе C2H6O. Это значит, что молекулярная формула вещества - C2H6O.

Шаг 5: Определим возможные структурные формулы изомеров.

Для молекулы с формулой C2H6O возможны следующие структурные изомеры:

• Этанол (C2H5OH) - спирт, содержащий гидроксильную группу (OH).
• Эфир (диметиловый эфир, CH3OCH3) - эфир, где два метильных радикала связаны через атом кислорода.

Таким образом, мы определили, что молекулярная формула органического вещества - C2H6O, и возможные структурные изомеры - этанол и диметиловый эфир.