Определить формулу углеводорода, содержащего 80% углерода (по массе). Относительная плотность

Ответы на вопрос

Отвечает Кузнецов Даниил.

Дано: углеводород (только C и H), массовая доля углерода 80%, относительная плотность по кислороду $D_{\mathrm{O_2}}=0{,}94$ .

Относительная плотность газа по кислороду:

D_{\mathrm{O_2}}=\frac{M_{\text{вещества}}}{M_{\mathrm{O_2}}}

Отсюда:

M_{\text{вещества}} = D_{\mathrm{O_2}}\cdot M_{\mathrm{O_2}}=0{,}94\cdot 32=30{,}08\ \text{г/моль}\approx 30\ \text{г/моль}

Пусть формула углеводорода $\mathrm{C_xH_y}$ . Тогда молярная масса:

M = 12x + y

Массовая доля углерода:

w(C)=\frac{12x}{12x+y}=0{,}80

Решим:

12x = 0{,}80(12x+y)=9{,}6x+0{,}8y

12x-9{,}6x=0{,}8y

2{,}4x=0{,}8y

y=3x

Значит простейшее соотношение атомов: $\mathrm{CH_3}$ , то есть общая формула кратная $\mathrm{(CH_3)_n}$ .

Если эмпирическая “единица” $\mathrm{CH_3}$ , её масса:

M(\mathrm{CH_3}) = 12+3=15\ \text{г/моль}

Тогда молярная масса вещества должна быть:

M = 15n \approx 30 \Rightarrow n=2

Значит формула:

\mathrm{C_2H_6}

w(C)=\frac{2\cdot 12}{2\cdot 12+6}=\frac{24}{30}=0{,}80=80\%

Молярная масса $\mathrm{C_2H_6}$ равна $30\ \text{г/моль}$ , а по данным из плотности получалось $\approx 30{,}08\ \text{г/моль}$ — совпадает с учётом округления $D_{\mathrm{O_2}}$ .

Ответ: $\boxed{\mathrm{C_2H_6}}$ (этан).

Определить формулу углеводорода, содержащего 80% углерода (по массе). Относительная плотность вещества по кислороду равна 0,94.