Вопрос школьника
При сгорании 112 л (н. у.) неизвестного циклоалкана в избытке кислорода образуется 336 л СО2. Установите структурную формулу циклоалкана.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции сгорания циклоалкана:
CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → n CO2 + (n+1) H2O
где n — количество углеродных атомов в молекуле циклоалкана.
Из условия задачи известно, что при сгорании 112 л (н. у.) циклоалкана образуется 336 л СО2. Так как объемы газов пропорциональны их молярным количествам, то можно записать:
n CO2 / V CO2 = 1 / 22,4 л/моль
где V CO2 — объем СО2, выраженный в литрах (н. у.).
Подставляя известные значения, получаем:
n / 336 = 1 / 22,4
n = 336 / 22,4 = 15
Таким образом, молекула циклоалкана содержит 15 углеродных атомов.
Для определения структурной формулы циклоалкана необходимо рассмотреть все возможные изомеры с таким количеством углеродных атомов. В данном случае это могут быть:
— циклопентадекан (C15H32)
— 1,2-циклогексадекан (C15H30)
— 1,3-циклогексадекан (C15H30)
— 1,4-циклогексадекан (C15H30)
Для определения конкретного изомера необходимо провести дополнительные исследования, например, масс-спектрометрию или ЯМР-спектроскопию.
