Чтобы найти формулу органического вещества, нам нужно провести несколько шагов, включая расчет количества углерода, водорода и хлора, а также определение молекулярной массы вещества.
- Определение количества углерода (C):
- Сначала найдем количество углекислого газа, выделившегося при сжигании. Мы знаем, что 1 моль углекислого газа (CO2) содержит 1 моль углерода.
- Объем углекислого газа составил 876 мл. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22400 мл).
- Теперь найдем количество молей CO2: 876 мл / 22400 мл/моль = 0,0392 моль.
- Следовательно, количество углерода равно 0,0392 моль.
- Определение количества водорода (H):
- Известно, что 1 моль воды (H2O) содержит 2 моля водорода. Сначала найдем количество молей воды, выделившейся при сжигании.
- Масса воды составила 0,54 г. Молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль.
- Количество молей H2O: 0,54 г / 18 г/моль = 0,03 моль.
- Следовательно, количество водорода равно 2 * 0,03 моль = 0,06 моль.
- Определение количества хлора (Cl):
- Известно, что 1 моль хлороводорода (HCl) содержит 1 моль хлора. Масса хлороводорода составила 0,73 г.
- Молярная масса HCl = 36,5 г/моль.
- Количество молей HCl: 0,73 г / 36,5 г/моль = 0,02 моль.
- Следовательно, количество хлора равно 0,02 моль.
- Суммирование результатов:
- Количество углерода (C) = 0,0392 моль.
- Количество водорода (H) = 0,06 моль.
- Количество хлора (Cl) = 0,02 моль.
- Определение относительных количеств:
- Теперь переведем молекулы в целые числа. Для этого разделим все количества на наименьшее из них (0,02 моль):
- C: 0,0392 / 0,02 = 1,96 ≈ 2
- H: 0,06 / 0,02 = 3
- Cl: 0,02 / 0,02 = 1
- Таким образом, соотношение элементов: C2H3Cl.
- Определение молекулярной массы вещества:
- Теперь найдем молекулярную массу вещества. Мы знаем, что плотность паров по азоту равна 4,536.
- Молярная масса азота (N2) = 28 г/моль. Плотность паров = 4,536 * 28 г/моль = 127,008 г/моль.
- Сравнение с эмпирической формулой:
- Молярная масса C2H3Cl: (2*12) + (3*1) + (1*35,5) = 24 + 3 + 35,5 = 62,5 г/моль.
- Теперь найдем, во сколько раз молярная масса эмпирической формулы меньше молярной массы вещества: 127,008 / 62,5 ≈ 2.
- Следовательно, молекулярная формула = (C2H3Cl)2 = C4H6Cl2.
Ответ: Формула органического вещества - C4H6Cl2.