Сгорание двух образцов вещества
В струе кислорода сожгли два образца вещества (н. у.). При сгорании 0,9 г вещества А образовалось 1,32 г оксида углерода (IV) и 0,54 г воды. При сгорании 1,71 г вещества Б выделилось 2,64 г оксида углерода (IV) и 0,99 г воды. Известно, что молярная масса вещества А 180 г/моль, а вещества Б 342 г/моль. Найдите молекулярные формулы этих веществ и назовите их.
Дано
Вещество А
`m(A) = 0.9 text{ г}`
`M(A) = 180 text{ г/моль}`
`m(CO_2) = 1.32 text{ г}`
`m(H_2O) = 0.54 text{ г}`
Вещество Б
`m(Б) = 1.71 text{ г}`
`M(Б) = 342 text{ г/моль}`
`m(CO_2) = 2.64 text{ г}`
`m(H_2O) = 0.99 text{ г}`
Найти
Молекулярные формулы веществ А и Б
Решение
Вещество А
Найдём количество вещества углекислого газа и массу углерода в нём:
`n(CO_2) = (m(CO_2))/(M(CO_2)) = 1.32/44 = 0.03 text{ моль}`
`n(C) = n(CO_2) = 0.03 text{ моль}`
`m(C) = n(C)*M(C) = 0.03*12 = 0.36 text{ г}`
Найдём количество вещества воды и массу водорода в ней:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 0.54/18 = 0.03 text{ моль}`
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*0.03 = 0.06 text{ моль}`
`m(H) = n(H)*M(H) = 0.06*1 = 0.06 text{ г}`
Проверим, есть ли в веществе кислород:
`m(O) = m(A) - m(C) - m(H) = 0.9 - 0.36 - 0.06 = 0.48 text{ г}`
`n(O) = (m(O))/(M(O)) = 0.48/16 = 0.03 text{ моль}`
Найдём соотношение атомов C, H и O в веществе А:
`n(C) : n(H) : n(O) = 0.03 : 0.06 : 0.03 = 1 : 2 : 1`
Простейшая формула вещества А — `CH_2O`.
Определим, сколько раз простейшая формула содержится в молекуле:
`n = (M(A))/(M(CH_2O)) = 180/30 = 6`
Значит молекулярная формула вещества А:
`C_6H_12O_6`
Вещество Б
Найдём количество вещества углекислого газа и массу углерода в нём:
`n(CO_2) = (m(CO_2))/(M(CO_2)) = 2.64/44 = 0.06 text{ моль}`
`n(C) = n(CO_2) = 0.06 text{ моль}`
`m(C) = n(C)*M(C) = 0.06*12 = 0.72 text{ г}`
Найдём количество вещества воды и массу водорода в ней:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 0.99/18 = 0.055 text{ моль}`
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*0.055 = 0.11 text{ моль}`
`m(H) = n(H)*M(H) = 0.11*1 = 0.11 text{ г}`
Проверим, есть ли в веществе кислород:
`m(O) = m(Б) - m(C) - m(H) = 1.71 - 0.72 - 0.11 = 0.88 text{ г}`
`n(O) = (m(O))/(M(O)) = 0.88/16 = 0.055 text{ моль}`
Найдём соотношение атомов C, H и O в веществе Б:
`n(C) : n(H) : n(O) = 0.06 : 0.11 : 0.055 = 1.091 : 2 : 1`
`n(C) : n(H) : n(O) ≈ 12 : 22 : 11`
Простейшая формула вещества Б — `C_12H_22O_11`.
`M(C_12H_22O_11) = 12*12 + 22*1 + 11*16 = 342 text{ г/моль}`
Значит молекулярная формула вещества Б совпадает с простейшей:
`C_12H_22O_11`
Ответ
Вещество А
`C_6H_12O_6` — глюкоза
Вещество Б
`C_12H_22O_11` — сахароза