Циклоалкан имеет относительную плотность паров по воздуху, равную 1,931. Определите молекулярную формулу этого циклоалкана.

Для того чтобы определить молекулярную формулу циклоалкана, необходимо использовать информацию о его относительной плотности паров по воздуху, которая равна 1,931.

Относительная плотность паров по воздуху (дальше будем обозначать это значение как $D$) рассчитывается по формуле:

где:

• $M_{\text{пара}}$ — молекулярная масса вещества,

• $M_{\text{воздуха}}$ — молекулярная масса воздуха (примерно 29 г/моль).

Из условия задачи нам известно, что $D = 1,931$. Это означает, что молекулярная масса пара циклоалкана будет:

Теперь, зная, что молекулярная масса вещества примерно 56 г/моль, мы можем предположить, что молекула циклоалкана состоит из углерода и водорода.

Циклоалканы — это углеводороды, которые содержат только атомы углерода и водорода, и у них существует общая формула $C_nH_{2n}$, где $n$ — количество углеродных атомов в молекуле.

Предположим, что молекула циклоалкана имеет 6 углеродных атомов (так как 56 г/моль близка к молекулярной массе вещества с 6 углеродами). Тогда молекулярная формула будет $C_6H_{12}$.

Проверим расчет молекулярной массы для формулы $C_6H_{12}$:

Молекулярная масса $C_6H_{12}$ получается равной 84 г/моль, что значительно больше, чем 56 г/моль. Это означает, что циклоалкан, скорее всего, имеет меньшую молекулярную массу, чем 84 г/моль.

Давайте попробуем молекулярную формулу для $C_4H_8$ (что также является циклоалканом, например, циклотетраном). Тогда молекулярная масса составит:

Это значение молекулярной массы совпадает с результатом, который мы нашли ранее (56 г/моль).

Таким образом, молекулярная формула циклоалкана с относительной плотностью паров по воздуху 1,931 — это $C_4H_8$.