Вопрос школьника
При взаимодействии 1,232 л (н.у.) газообразного этиленового углеводорода с избытком бромной воды образовалось органическое соединение массой 11,88 г. Установите молекулярную формулу углеводорода.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Лавуазье-Лапласа, который гласит, что при химической реакции объем газа пропорционален количеству вещества, участвующего в реакции.
Из условия задачи известно, что объем газа равен 1,232 л (н.у.), что соответствует 1 моль газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм).
Также известно, что образовалось органическое соединение массой 11,88 г. Для определения количества вещества необходимо разделить массу на молярную массу соединения.
Молярная масса органического соединения может быть определена по формуле:
молярная масса = масса / количество вещества
Количество вещества можно определить по уравнению реакции:
C2H4 + Br2 + H2O → CH2BrCH2Br + 2HBr
Из уравнения видно, что на каждый моль этиленового углеводорода (C2H4) требуется 1 моль бромной воды (Br2 + H2O) и образуется 1 моль органического соединения (CH2BrCH2Br) и 2 моля водородного бромида (2HBr).
Таким образом, количество молей органического соединения равно количеству молей этиленового углеводорода, которое равно 1 моль.
Молярная масса органического соединения равна:
молярная масса = 11,88 г / 1 моль = 11,88 г/моль
Для определения молекулярной формулы необходимо знать количество атомов углерода и водорода в молекуле.
Массовая доля углерода в органическом соединении равна:
массовая доля углерода = масса углерода / масса соединения
Массовая доля углерода может быть определена по молярной массе и молярной массе углерода:
массовая доля углерода = (молярная масса углерода * количество атомов углерода) / молярная масса соединения
Молярная масса углерода равна 12 г/моль.
Таким образом, массовая доля углерода равна:
массовая доля углерода = (12 г/моль * количество атомов углерода) / 11,88 г/моль
Решая уравнение относительно количества атомов углерода, получаем:
количество атомов углерода = 11,88 г/моль * массовая доля углерода / 12 г/моль
Аналогично можно определить количество атомов водорода в молекуле.
После определения количества атомов углерода и водорода можно составить возможные молекулярные формулы.
Например, если в молекуле 2 атома углерода и 4 атома водорода, то молекулярная формула будет C2H4.
Таким образом, для определения молекулярной формулы необходимо знать количество атомов углерода и водорода в молекуле, которые можно определить по массовой доле углерода и водорода в соединении.
