Вещество имеет состав: 69,41% углерода (C), 4,16% водорода (H) и 26,42% кислорода (O), а его молярная масса находится в диапазоне от 230 до 250 г/моль. Какова молекулярная формула этого соединения?

Химия 11 класс Определение молекулярной формулы органических соединений молекулярная формула химический состав углерод водород кислород молярная масса расчет формулы Новый

Ответ:

Для нахождения молекулярной формулы вещества, исходя из его массовых долей элементов и молярной массы, мы будем следовать нескольким шагам.

1. Находим количество молей каждого элемента на 100 г вещества:

• Углерод (C):

Массовая доля углерода составляет 69,41%. Значит, в 100 г вещества содержится 69,41 г углерода. Молярная масса углерода равна 12 г/моль.

Количество молей углерода = 69,41 г / 12 г/моль = 5,7858 моль.

• Водород (H):

Массовая доля водорода составляет 4,16%. В 100 г вещества содержится 4,16 г водорода. Молярная масса водорода равна 1 г/моль.

Количество молей водорода = 4,16 г / 1 г/моль = 4,16 моль.

• Кислород (O):

Массовая доля кислорода составляет 26,42%. В 100 г вещества содержится 26,42 г кислорода. Молярная масса кислорода равна 16 г/моль.

Количество молей кислорода = 26,42 г / 16 г/моль = 1,6525 моль.

2. Определяем соотношение молей элементов:

Теперь мы должны разделить количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей, чтобы получить простое соотношение:

• Углерод: 5,7858 моль / 1,6525 моль ≈ 3,5.
• Водород: 4,16 моль / 1,6525 моль ≈ 2,52.
• Кислород: 1,6525 моль / 1,6525 моль = 1.

Поскольку мы получили дробные значения, то для упрощения мы можем умножить все соотношения на 2, чтобы получить целые числа:

• Углерод: 3,5 * 2 = 7.
• Водород: 2,52 * 2 = 5.
• Кислород: 1 * 2 = 2.

Таким образом, эмпирическая формула соединения — C7H10O2.

3. Находим молекулярную формулу:

Теперь мы можем найти молярную массу эмпирической формулы C7H10O2:

Молярная масса = (7 * 12) + (10 * 1) + (2 * 16) = 84 + 10 + 32 = 126 г/моль.

Поскольку молекулярная масса вещества находится в диапазоне от 230 до 250 г/моль, мы должны определить, во сколько раз молярная масса эмпирической формулы меньше молярной массы соединения:

Кратность = 230-250 г/моль / 126 г/моль ≈ 1,83 - 1,98. Это приближенно равно 2.

Таким образом, молекулярная формула будет кратна эмпирической формуле, и мы умножаем все индексы на 2:

• Углерод: 7 * 2 = 14.
• Водород: 10 * 2 = 20.
• Кислород: 2 * 2 = 4.

Следовательно, молекулярная формула соединения будет C14H20O4.