Определение формулы вещества по 22,4 л углекислого газа и 14,4 г воды
При сгорании органического вещества массой 13,6 г образовался углекислый газ объёмом 22,4 л (н. у.) и вода массой 14,4 г. Плотность этого органического вещества по воздуху равна 2,345. Выведите молекулярную формулу органического вещества и составьте формулы изомеров. Дайте названия веществ, формулы которых вы составили.
Дано
`m(C_xH_yO_z) = 13.6 text{ г}`
`V(CO_2) = 22.4 text{ л}`
`m(H_2O) = 14.4 text{ г}`
`D_text{возд.}(C_xH_yO_z) = 2.345`
Найти
`C_xH_yO_z = text{ ?}`
Решение
Найдём молярную массу органического вещества по относительной плотности по воздуху:
`M(C_xH_yO_z) = D_text{возд.}(C_xH_yO_z)*M(возд.) = 2.345*29 = 68 text{ г/моль}`
Найдём количество вещества углекислого газа и массу углерода в нём:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/(V_m) = 22.4/22.4 = 1 text{ моль}`
`n(C) = n(CO_2) = 1 text{ моль}`
`m(C) = n(C)*M(C) = 1*12 = 12 text{ г}`
Найдём количество вещества воды и массу водорода в ней:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 14.4/18 = 0.8 text{ моль}`
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*0.8 = 1.6 text{ моль}`
`m(H) = n(H)*M(H) = 1.6*1 = 1.6 text{ г}`
Проверим, есть ли в веществе кислород:
`m(O) = m(C_xH_yO_z) - m(C) - m(H) = 13.6 - 12 - 1.6 = 0 text{ г}`
Кислорода нет. Соотношение атомов C и H:
`n(C) : n(H) = 1 : 1.6 = 5 : 8`
Простейшая формула:
`C_5H_8`
Проверим молярную массу простейшей формулы:
`M(C_5H_8) = 5*M(C) + 8*M(H) = 5*12 + 8*1 = 68 text{ г/моль}`
Молярная масса простейшей формулы совпадает с молярной массой вещества, следовательно, молекулярная формула:
`C_5H_8`
Ответ
`C_5H_8`