В углеводороде массовая доля углерода равна 84%. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3,45. Определите молекулярную формулу.

Для того чтобы найти молекулярную формулу углеводорода, можно воспользоваться следующими данными:

1. Массовая доля углерода (C): 84%

2. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху: 3,45

Шаг 1: Использование плотности паров

Относительная плотность паров углеводорода по воздуху (3,45) означает, что молекула углеводорода в 3,45 раза тяжелее молекулы воздуха. Молекула воздуха состоит в основном из азота (N₂) и кислорода (O₂), и средняя молекулярная масса воздуха равна 29 г/моль. Таким образом, молекулярная масса углеводорода будет:

Шаг 2: Массовая доля углерода

Массовая доля углерода в углеводороде равна 84%. Это означает, что на 100 г вещества приходится 84 г углерода. Таким образом, масса углерода в одной молекуле углеводорода составляет 84 г, а оставшиеся 16 г — это масса водорода.

Шаг 3: Определение молекулярной формулы

Предположим, что углеводород имеет формулу $C_xH_y$, где $x$ — количество атомов углерода, а $y$ — количество атомов водорода. Молекулярная масса углеводорода равна 100 г/моль, поэтому:

Кроме того, массовая доля углерода в углеводороде равна 84%, то есть:

Из этого уравнения можно выразить $y$ через $x$:

Теперь подставим это значение $y$ в первое уравнение:

Подставляем $x = 7$ в уравнение для $y$:

Шаг 4: Молекулярная формула

Таким образом, молекулярная формула углеводорода — это $C_7H_{16}$, что соответствует гептану.