Вопрос школьника
Установите молекулярную формулу предельного двухатомного спирта, массовая доля углерода в котором равна 47,37%.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать знания о молекулярных формулах и процессе определения массовой доли элементов в соединении.
Предельный двухатомный спирт — это соединение, состоящее из двух атомов углерода, одного атома кислорода и нескольких атомов водорода. Для определения молекулярной формулы необходимо знать количество атомов каждого элемента в молекуле.
Массовая доля углерода в соединении равна 47,37%. Это означает, что на 100 граммов вещества приходится 47,37 грамма углерода. Для определения количества атомов углерода в молекуле можно использовать молярную массу соединения и массовую долю углерода.
Молярная масса предельного двухатомного спирта равна сумме масс атомов в молекуле. Поскольку в молекуле два атома углерода, один атом кислорода и несколько атомов водорода, молярная масса может быть выражена следующим образом:
M = 2M(C) + M(O) + nM(H)
где M(C), M(O) и M(H) — массы атомов углерода, кислорода и водорода соответственно, а n — количество атомов водорода в молекуле.
Массовая доля углерода в соединении равна:
X(C) = 2M(C) / M
где X(C) — массовая доля углерода, M(C) — масса атома углерода, а M — молярная масса соединения.
Подставляя известные значения, получаем:
0,4737 = 2M(C) / M
M(C) = 0,4737M / 2
M(C) = 0,23685M
Теперь можно определить количество атомов водорода в молекуле. Для этого необходимо использовать массовую долю водорода в соединении, которая может быть выражена аналогичным образом:
X(H) = nM(H) / M
где X(H) — массовая доля водорода, M(H) — масса атома водорода, а n — количество атомов водорода в молекуле.
Поскольку массовая доля кислорода в соединении неизвестна, можно предположить, что в молекуле содержится один атом кислорода. Тогда молярная масса соединения может быть выражена следующим образом:
M = 2M(C) + M(O) + nM(H)
M = 2M(C) + M(H) + M(O)
M = 2M(C) + M(H) + 16
Подставляя известные значения, получаем:
M = 2 * 12,011 + 1,008 + 16
M = 41,019 г/моль
Теперь можно определить количество атомов водорода в молекуле:
X(H) = nM(H) / M
0,5263 = n * 1,008 / 41,019
n = 0,5263 * 41,019 / 1,008
n = 21,5
Таким образом, молекула предельного двухатомного спирта содержит два атома углерода, один атом кислорода и 21,5 атомов водорода. Молекулярная формула соединения может быть записана как С2Н43О.
