Для нахождения молекулярной формулы углеводорода, в котором содержание углерода составляет 82,5%, нам нужно выполнить несколько шагов.
- Определение содержания водорода: Поскольку углеводород состоит только из углерода (C) и водорода (H), можем определить содержание водорода. Если углерода 82,5%, то водорода будет:
- Определение мольного соотношения углерода и водорода: Теперь нам нужно перевести проценты в моли. Для этого используем молярные массы:
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
Теперь найдем количество моль каждого элемента:
- Для углерода: 82,5 г / 12 г/моль = 6,875 моль
- Для водорода: 17,5 г / 1 г/моль = 17,5 моль
- Нахождение соотношения моль: Теперь найдем соотношение моль углерода и водорода:
- Для углерода: 6,875 / 6,875 = 1
- Для водорода: 17,5 / 6,875 = 2,54
Это соотношение можно округлить до целых чисел. В данном случае, если мы умножим оба значения на 2, получим:
- C: 1 * 2 = 2
- H: 2,54 * 2 = 5,08 (округляем до 5)
- Определение молекулярной формулы: Таким образом, соотношение углерода и водорода в нашем углеводороде будет 2:5, что дает нам формулу C2H5. Однако это эмпирическая формула.
- Использование плотности паров: Плотность паров углеводорода по воздуху равна 2, что означает, что молекулярная масса углеводорода в два раза больше молекулярной массы воздуха (примерно 29 г/моль). Следовательно:
- Молекулярная масса углеводорода = 2 * 29 г/моль = 58 г/моль
- Сравнение с эмпирической формулой: Теперь найдем молекулярную массу нашей эмпирической формулы C2H5:
- 2 * 12 + 5 * 1 = 24 + 5 = 29 г/моль
Поскольку 58 г/моль / 29 г/моль = 2, мы можем удвоить эмпирическую формулу, чтобы получить молекулярную формулу:
Итак, молекулярная формула углеводорода, в котором содержание углерода составляет 82,5%, равна C4H10.