Предельный углеводород содержит 84% углерода. Определите формулу алкана.

Для того чтобы определить формулу алкана, содержащего 84% углерода, нужно сначала установить соотношение углерода и водорода в молекуле этого углеводорода.

Алканы — это углеводороды, состоящие только из углерода и водорода, и их общая формула имеет вид $C_nH_{2n+2}$, где $n$ — количество атомов углерода в молекуле.

1. Допустим, что молекула алкана имеет формулу $C_nH_{2n+2}$. Масса углерода в таком алкане будет равна $12n$ грамм (так как масса одного атома углерода — 12 г/моль), а масса водорода — $2n+2$ грамм (так как масса одного атома водорода — 1 г/моль).

2. Из условия задачи известно, что в этом алкане 84% углерода. Это означает, что отношение массы углерода к общей массе молекулы должно составлять 0.84.

Общая масса молекулы $C_nH_{2n+2}$ будет равна:

Масса углерода в молекуле:

Из условия задачи, масса углерода составляет 84% от общей массы:

3. Решим это уравнение для $n$:

Раскроем скобки:

Переносим все слагаемые с $n$ в одну сторону:

4. Теперь, когда мы знаем, что $n = 7$, можем определить формулу алкана. Формула алкана с $n = 7$ — это $C_7H_{2(7)}+2 = C_7H_{16}$.

Таким образом, формула алкана — $C_7H_{16}$, что соответствует гептану.