При сжигании 9,2 г кислородосодержащего органического вещества получили 17,2 г углекислого газа и 10,8 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 23. Определите молекулярную формулу вещества.

 

   

Дано:

m (CxHyOz) = 9,2 г ;

m (CO₂) = 17,2 г ;

m (H₂O) = 10,8 г ;

D (по H₂) = 23.

Найти:

x, y, z (формулу вещества) — ?

Решение:

1. Найдём количества веществ CO₂ и H₂O. По формуле: n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса, значения берутся из таблицы Менделеева (г/моль).

M (CO₂) = 12 + 2 × 12 = 44 (г/моль).

M (H₂O) = 2 × 1 + 16 = 18 (г/моль).

n (CO₂) = m ÷ M = 17,2 г ÷ 44 г/моль ≈ 0,4 (моль).

n (H₂O) = m ÷ M = 10,8 г ÷ 18 г/моль = 0,6 (моль).

2. Далее нам нужно узнать количества C и H в соединении CxHyOz. Решаем по правилу:

n (C в CxHyOz) = n (CO₂).

n (H в CxHyOz) = 2n (H₂O).

n (C) ≈ 0,4 (моль).

n (H) = 2 × 0,6 = 1,2 (моль).

3. Далее находим массу этих элементов. По формуле: m = n × M.

m (C) = 0,39 моль × 12 г/моль ≈ 4,5 (г).

m (H) = 1,2 моль × 1 г/моль = 1,2 (г).

Их общая масса = 5,7 (г).

4. Теперь нам нужно найти массу кислорода.

9,2 г – 5,7 г = 3,5 (г) – столько массы CxHyOz приходится на кислород.

5. Теперь узнаем количество кислорода. По формуле: n = m ÷ M.

n (O) = 3,5 г ÷ 16 г/моль ≈ 0,2 (моль).

6. Теперь сделаем соотношения количеств C : H : O.

0,4 : 1,2 : 0,2          | ÷ 0,2

2 : 6 : 1

Таким образом, простейшая формула — C₂H₆O.

M (C₂H₆O) = 2 × 12 + 6 × 1 + 16 = 46 (г/моль).

7. Нам дана плотность по водороду. Мы можем узнать истинную молярную массу соединения. По формуле: M (CxHyOz) = M (H₂) × D (по H₂).

M (CxHyOz) = 2 × 23 = 46 (г/моль).

Молярная масса соответствует простейшей формуле, значит, истинная формула аналогична простейшей — C₂H₆O.

Ответ: C₂H₆O.