Вопрос школьника
Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 20%; относительная плотность углеводорода по воздуху равна 1,035
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для расчета молекулярной формулы углеводорода:
n(C) = (m(C) / M(C)) / (m(H) / M(H))
где n(C) — количество атомов углерода в молекуле углеводорода, m(C) — масса углерода в углеводороде, M(C) — молярная масса углерода, m(H) — масса водорода в углеводороде, M(H) — молярная масса водорода.
Также необходимо использовать отношение масс углеводорода и воздуха:
d = m(углеводород) / m(воздух)
где d — относительная плотность углеводорода по воздуху.
Для начала найдем количество атомов водорода в молекуле углеводорода:
n(H) = (m(H) / M(H)) / (m(C) / M(C)) * n(C)
Так как массовая доля водорода составляет 20%, то массовая доля углерода будет равна 80%. Пусть масса углеводорода равна 100 г, тогда масса углерода будет равна 80 г, а масса водорода — 20 г.
Тогда:
n(H) = (20 / 1) / (80 / 12) * n(C) = 0,25 * n(C)
Далее, найдем молярную массу углеводорода:
M(углеводород) = m(углеводород) / n(углеводород)
M(углеводород) = 100 / n(C)
Теперь можем выразить отношение масс углеводорода и воздуха через молярные массы:
d = M(углеводород) / M(воздух)
d = (100 / n(C)) / 28,96
d = 3,45 / n(C)
Подставляем значение относительной плотности углеводорода по воздуху:
1,035 = 3,45 / n(C)
n(C) = 3,45 / 1,035 = 3,33
Таким образом, в молекуле углеводорода содержится 3 атома углерода и 8 атомов водорода. Молекулярная формула такого углеводорода будет C3H8.
