Для определения молекулярной формулы углеводорода, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем процесс поэтапно.
Шаг 1: Определим количество вещества углекислого газа и воды.- Сначала найдем количество вещества углекислого газа (CO2). Для этого используем формулу:
- n = V / Vm, где n - количество вещества, V - объем газа, Vm - молярный объем (при нормальных условиях 22,4 л/моль).
- Подставим значения: n(CO2) = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,15 моль.
- Теперь найдем количество вещества воды (H2O). Используем ту же формулу:
- n(H2O) = m / M, где m - масса воды, M - молярная масса H2O (18 г/моль).
- Подставим значения: n(H2O) = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль.
Шаг 2: Определим количество углерода и водорода в углеводороде.- Каждая молекула CO2 содержит 1 атом углерода, следовательно, количество углерода в углеводороде равно количеству моль CO2: C = 0,15 моль.
- Каждая молекула H2O содержит 2 атома водорода, следовательно, количество водорода в углеводороде равно 2 * n(H2O): H = 2 * 0,2 моль = 0,4 моль.
Шаг 3: Найдем соотношение атомов углерода и водорода.- Теперь у нас есть 0,15 моль углерода и 0,4 моль водорода.
- Чтобы упростить соотношение, делим количество моль каждого элемента на меньшее количество:
- Для углерода: 0,15 / 0,15 = 1; для водорода: 0,4 / 0,15 = 2,67.
- Мы можем округлить 2,67 до 2,5, но лучше умножить на 2, чтобы получить целые числа: C = 2, H = 5.
Шаг 4: Определим формулу углеводорода.Таким образом, мы получили соотношение: C2H5. Это может быть молекулярная формула, но нам нужно проверить, соответствует ли она массе углеводорода, который мы имеем.
Шаг 5: Рассчитаем молекулярную массу C2H5.- Молярная масса C2H5 = (2 * 12) + (5 * 1) = 24 + 5 = 29 г/моль.
Шаг 6: Найдем плотность углеводорода.- Плотность углеводорода = масса / объем. У нас есть масса 3,2 г.
- Теперь найдем объем: V = m / d. Плотность по воздуху составляет 1,5172 тыс. г/л, что равно 1,5172 г/мл.
- Объем = 3,2 г / 1,5172 г/л ≈ 2,11 л.
Шаг 7: Определим молекулярную формулу.Теперь, зная, что молекулярная масса C2H5 составляет 29 г/моль, а масса самого углеводорода 3,2 г, мы можем сказать, что это соответствует одной молекуле углеводорода. Следовательно, его молекулярная формула - C2H5.
Таким образом, молекулярная формула углеводорода, который мы искали, - C2H5.