Молекулярная формула углеводорода по 31,8 г вещества и продуктам сгорания
Продукты, полученные при сгорании углеводорода массой 31,8 г в избытке кислорода, пропустили через избыток известковой воды. Масса образовавшегося осадка составила 240 г. Продукты сгорания точно такой же порции углеводорода в избытке кислорода пропустили через трубку, заполненную оксидом фосфора(V). Их масса возросла на 27 г. Плотность паров углеводорода по водороду составляет 53. Углеводород не обесцвечивает бромную воду. Выведите молекулярную формулу углеводорода. Составьте формулы двух его изомеров и дайте им названия.
Дано
`m(C_xH_y) = 31.8 text{ г}`
`m(CaCO_3) = 240 text{ г}`
`Δm(P_2O_5) = 27 text{ г}`
`D_(H_2)(C_xH_y) = 53`
Найти
`C_xH_y = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`C_xH_y + O_2 = x CO_2 + 0.5y H_2O`
`CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 text{↓} + H_2O`
Найдём молярную массу углеводорода по относительной плотности по водороду:
`M(C_xH_y) = D_(H_2)(C_xH_y)*M(H_2) = 53*2 = 106 text{ г/моль}`
Найдём количество вещества углеводорода:
`n(C_xH_y) = (m(C_xH_y))/(M(C_xH_y)) = 31.8/106 = 0.3 text{ моль}`
Найдём количество вещества карбоната кальция:
`n(CaCO_3) = (m(CaCO_3))/(M(CaCO_3)) = 240/100 = 2.4 text{ моль}`
Согласно уравнениям реакций, количество вещества углерода в углеводороде равно количеству вещества карбоната кальция:
`n(C) = n(CaCO_3) = 2.4 text{ моль}`
Найдём количество атомов углерода в молекуле углеводорода:
`x = (n(C))/(n(C_xH_y)) = 2.4/0.3 = 8`
Трубка с оксидом фосфора(V) поглощает воду, значит:
`m(H_2O) = Δm(P_2O_5) = 27 text{ г}`
Найдём количество вещества воды:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 27/18 = 1.5 text{ моль}`
Найдём количество вещества водорода в сгоревшем углеводороде:
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*1.5 = 3 text{ моль}`
Найдём количество атомов водорода в молекуле углеводорода:
`y = (n(H))/(n(C_xH_y)) = 3/0.3 = 10`
Таким образом, молекулярная формула углеводорода:
`C_8H_10`
Ответ
`C_8H_10`