Формула органического вещества по 35,84 л углекислого газа и 36 г воды
Для установления состава порцию органического вещества массой 29,6 г сожгли. В результате реакции образовался углекислый газ объёмом 35,84 л (н. у.) и вода массой 36 г. Плотность паров этого вещества по метану составляла 4,63. При окислении этого вещества раствором дихромата калия в присутствии серной кислоты образуется кетон. Какое вещество сожгли? Напишите его формулу.
Дано
`m(C_xH_yO_z) = 29.6 text{ г}`
`V(CO_2) = 35.84 text{ л}`
`m(H_2O) = 36 text{ г}`
`D_(CH_4)(C_xH_yO_z) = 4.63`
Найти
`C_xH_yO_z = text{ ?}`
Решение
Найдём молярную массу органического вещества по относительной плотности по метану:
`M(C_xH_yO_z) = D_(CH_4)(C_xH_yO_z)*M(CH_4) = 4.63*16 = 74.08 text{ г/моль}`
Найдём количество вещества углекислого газа и массу углерода в нём:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/(V_m) = 35.84/22.4 = 1.6 text{ моль}`
`n(C) = n(CO_2) = 1.6 text{ моль}`
`m(C) = n(C)*M(C) = 1.6*12 = 19.2 text{ г}`
Найдём количество вещества воды и массу водорода в ней:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 36/18 = 2 text{ моль}`
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*2 = 4 text{ моль}`
`m(H) = n(H)*M(H) = 4*1 = 4 text{ г}`
Найдем массу кислорода:
`m(O) = m(C_xH_yO_z) - m(C) - m(H) = 29.6 - 19.2 - 4 = 6.4 text{ г}`
Найдём количество вещества кислорода:
`n(O) = (m(O))/(M(O)) = 6.4/16 = 0.4 text{ моль}`
Найдём соотношение атомов C, H и O в веществе:
`n(C) : n(H) : n(O) = 1.6 : 4 : 0.4`
Разделим на наименьшее (0.4):
`n(C) : n(H) : n(O) = 4 : 10 : 1`
Простейшая формула:
`C_4H_10O`
Молярная масса простейшей формулы:
`M(C_4H_10O) = 74 text{ г/моль}`
Молярная масса простейшей формулы совпадает с молярной массой вещества, следовательно, молекулярная формула:
`C_4H_10O`
Ответ
`C_4H_10O`
Дополнительно
Так как при окислении образуется кетон, то исходное вещество — бутанол-2.