Относительная плотность диенового углеводорода по воздуху 2,345. При сжигании 5г. этого углеводорода образовалось 16,18 г. СО2 и 5,29 г. Н2О. Определить молекулярную формулу этого вещества, написать структурную формулу и дать название этому веществу.
Относительная плотность (плотность относительно воздуха) - это отношение плотности исследуемого вещества к плотности воздуха при стандартных условиях (обычно при 0 градусах Цельсия и атмосферном давлении).
Формула для расчета относительной плотности:
Относительная плотность = (плотность исследуемого вещества) / (плотность воздуха)
В данном случае, из условия известно, что относительная плотность диенового углеводорода по воздуху составляет 2,345.
Плотность воздуха при стандартных условиях примерно равна 1,293 г/л.
Используя формулу, можем рассчитать плотность диенового углеводорода:
Плотность диенового углеводорода = (относительная плотность) * (плотность воздуха)
Плотность диенового углеводорода = 2,345 * 1,293 г/л = 3,03 г/л
Теперь перейдем к решению задачи.
1. Сначала найдем количество вещества, выраженное в молях, по формуле:
количество вещества (моль) = масса вещества (г) / молярная масса вещества (г/моль)
Молярная масса CO2 (углекислого газа) равна:
12,01 г/моль (С) + 2 * 16,00 г/моль (О) = 44,01 г/моль
Молярная масса H2O (воды) равна:
2 * 1,01 г/моль (H) + 16,00 г/моль (O) = 18,02 г/моль
Молярная масса диенового углеводорода (пусть будет CHx) равна:
молярная масса CO2 - молярная масса H2O = 44,01 г/моль - 18,02 г/моль = 25,99 г/моль
Количество вещества CO2 (в молях) = масса CO2 (г) / молярная масса CO2 (г/моль) = 16,18 г / 44,01 г/моль = 0,3675 моль
Количество вещества H2O (в молях) = масса H2O (г) / молярная масса H2O (г/моль) = 5,29 г / 18,02 г/моль = 0,293 моль
2. Найдем количество вещества углеводорода CHx. Поскольку при сжигании углеводорода реагируют пропорционально, то количество вещества углеводорода будет равно минимальному количеству вещества, найденному из реакции:
Количество вещества CHx (моль) = минимальное количество вещества (CO2 или H2O), найденного из реакции
В данном случае, минимальным количеством вещества является количество CO2, которое равно 0,3675 моль.
3. После того, как мы узнали количество вещества углеводорода (в молях), можем определить его молекулярную формулу.
Для этого нужно найти молярную массу углеводорода и разделить молярную массу CO2 на количество вещества углеводорода:
Молярная масса CHx (г/моль) = молярная масса CO2 (г/моль) / количество вещества CHx (моль)
Молярная масса CHx = 44,01 г/моль / 0,3675 моль = 119,7 г/моль
4. Теперь, зная молярную массу CHx (119,7 г/моль), можно определить формулу этого углеводорода.
По определению молярной массы, масса одной молекулы CHx равна массе одной молекулы углеводорода, следовательно, разделим молярную массу CHx на массу одной молекулы углеводорода:
Масса одной молекулы углеводорода (г) = молярная масса углеводорода / Авогадро число = 119,7 г/моль / 6,022 * 10^23 моль^(-1) = 1,99 * 10^(-23) г
5. Теперь у нас есть масса одной молекулы углеводорода. Для определения его формулы нужно выразить это значение в атомных единицах массы (ат.масса = 1/12 массы атома углерода).
Масса одной молекулы углеводорода (ат.м) = 1,99 * 10^(-23) г * (1 ат.масса / 1,66 * 10^(-24) г) = 1,2 ат.м
6. Теперь можно определить формулу углеводорода, разделив массу одной молекулы на массу атома углерода (1,2 ат.м / 1 ат.м = 1,2).
Из полученных данных следует, что углеводород имеет формулу CH1,2.
7. Далее, на основе знаний о связах углерода и водорода, мы можем построить его структурную формулу.
Структурная формула CH1,2 означает, что углеводород содержит один атом углерода и две, округленно до целого, атома водорода.
Структурная формула для CH1,2: H-C-H
8. Наконец, главный шаг - определить название этого вещества.
Согласно системе наименования углеводородов, вещество CH1,2 называется метаном (CH4).
Получается, что диеновый углеводород с относительной плотностью 2,345 имеет молекулярную формулу CH4, структурную формулу H-C-H и называется метаном.