Вопрос школьника
Установите молекулярную формулу циклоалкана если известно, что 1 г его способен присоединить 400 мл (н.у.) хлора
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закономерности химических реакций и знания о молярных объемах газов.
Из условия задачи известно, что 1 г циклоалкана способен присоединить 400 мл (н.у.) хлора. Н.у. — это нормальные условия, при которых температура равна 0 градусов Цельсия, а давление — 1 атмосфера. Таким образом, объем хлора можно перевести в моль, используя уравнение состояния идеального газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество вещества (в молях), R — универсальная газовая постоянная, T — температура в Кельвинах, P — давление.
При н.у. R = 0,0821 л*атм/(моль*К), T = 273 К, P = 1 атм, поэтому:
n = PV/RT = (1 атм * 0,4 л) / (0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К) ≈ 0,018 моль
Таким образом, 1 г циклоалкана присоединяет 0,018 моль хлора. Чтобы определить молекулярную формулу циклоалкана, необходимо знать его молярную массу. Пусть молярная масса циклоалкана равна М г/моль. Тогда:
Масса циклоалкана = количество вещества * молярная масса
1 г = 0,018 моль * М г/моль
М = 1 г / 0,018 моль ≈ 55,6 г/моль
Теперь можно определить молекулярную формулу циклоалкана. Пусть она имеет общий вид CnH2n. Тогда молярная масса циклоалкана будет равна:
М = n * (12 г/моль) + 2n * (1 г/моль) = 14n г/моль
Отсюда следует, что n = М / 14 ≈ 3,97. Таким образом, молекулярная формула циклоалкана будет C4H8.
