Определение формулы вещества по 33,6 л углекислого газа и 32,4 г воды
При сгорании органического вещества массой 26,4 г образовалось 33,6 л (н. у.) углекислого газа и 32,4 г воды. Пары этого вещества в 2 раза тяжелее пропана. При окислении этого вещества раствором дихромата калия в присутствии серной кислоты образуется альдегид. Найдите молекулярную формулу органического вещества, составьте структурные формулы его изомеров и назовите их.
Дано
`m(C_xH_yO_z) = 26.4 text{ г}`
`V(CO_2) = 33.6 text{ л}`
`m(H_2O) = 32.4 text{ г}`
`D_(C_3H_8)(C_xH_yO_z) = 2`
Найти
`C_xH_yO_z = text{ ?}`
Решение
Найдём молярную массу органического вещества по относительной плотности по пропану:
`M(C_xH_yO_z) = D_(C_3H_8)(C_xH_yO_z)*M(C_3H_8) = 2*44 = 88 text{ г/моль}`
Найдём количество вещества углекислого газа и массу углерода в нём:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/(V_m) = 33.6/22.4 = 1.5 text{ моль}`
`n(C) = n(CO_2) = 1.5 text{ моль}`
`m(C) = n(C)*M(C) = 1.5*12 = 18 text{ г}`
Найдём количество вещества воды и массу водорода в ней:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 32.4/18 = 1.8 text{ моль}`
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*1.8 = 3.6 text{ моль}`
`m(H) = n(H)*M(H) = 3.6*1 = 3.6 text{ г}`
Найдем массу кислорода:
`m(O) = m(C_xH_yO_z) - m(C) - m(H) = 26.4 - 18 - 3.6 = 4.8 text{ г}`
Найдём количество вещества кислорода:
`n(O) = (m(O))/(M(O)) = 4.8/16 = 0.3 text{ моль}`
Найдём соотношение атомов C, H и O в веществе:
`n(C) : n(H) : n(O) = 1.5 : 3.6 : 0.3`
Разделим на наименьшее (0.3):
`n(C) : n(H) : n(O) = 5 : 12 : 1`
Простейшая формула:
`C_5H_12O`
Молярная масса простейшей формулы:
`M(C_5H_12O) = 88 text{ г/моль}`
Молярная масса простейшей формулы совпадает с молярной массой вещества, следовательно, молекулярная формула:
`C_5H_12O`
Ответ
`C_5H_12O`