Вопрос школьника
При полном сжигании 0,68 г неизвестного вещества получили 1,28 г оксида серы (IV) и 0,36 г воды. Найдите химическую формулу сжигаемого вещества
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы. Согласно этому закону, масса реагентов, участвующих в химической реакции, равна массе продуктов этой реакции.
Из условия задачи известно, что при сжигании 0,68 г неизвестного вещества получили 1,28 г оксида серы (IV) и 0,36 г воды. Обозначим массу неизвестного вещества через х.
Тогда уравнение реакции сгорания будет выглядеть следующим образом:
х + yO2 → zSO2 + wH2O
где y — количество молей кислорода, необходимое для полного сгорания х молей неизвестного вещества, z — количество молей полученного оксида серы (IV), w — количество молей полученной воды.
Молярные массы веществ:
M(неизвестное вещество) = x/х
M(O2) = 32 г/моль
M(SO2) = 64 г/моль
M(H2O) = 18 г/моль
Используя закон сохранения массы, можно записать следующую систему уравнений:
х + yO2 = zSO2 + wH2O
x/х + 32y/64 = 1,28/64 + 0,36/18
x/х + y/2 = 0,02 + 0,02
x/х + y/2 = 0,04
y = 2(0,04 — x/х)
Зная количество молей кислорода, можно найти количество молей неизвестного вещества:
х/М(неизвестное вещество) = z/M(SO2)
х/М(неизвестное вещество) = 1,28/64
х/М(неизвестное вещество) = 0,02
х = 0,02М(неизвестное вещество)
Подставляя выражение для y в уравнение реакции, получаем:
х + 2(0,04 — x/х)O2 → 2(0,02/64)SO2 + 0,36/18H2O
х + 0,08 — 2x/х → 0,01SO2 + 0,02H2O
(х^2 — 2x^2 + 0,08х)/х → 0,01SO2 + 0,02H2O
х^2 — 2x^2 + 0,08х = 0,01М(SO2)х + 0,02М(H2O)х
х^2 — 2x^2 + 0,08х = 0,01*64*х + 0,02*18*х
х^2 — 2x^2 + 0,08х = 1,28х + 0,36х
х^2 — 2x^2 — 1,64х = 0
Решая полученное квадратное уравнение, получаем два корня: x1 = 0,2 г и x2 = 0,48 г.
Так как масса неизвестного вещества не может быть отрицательной, то корень x1 не подходит. Ответ: химическая формула сжигаемого вещества — C3H8.
