Давайте начнем с определения эмпирической и молекулярной формулы кислоты.
1. Вычислим количество молей углерода и водорода в образце кислоты.
Молярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль
Молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль
Моль углекислого газа = масса / молярная масса = 12,44 мг / 44 г/моль = 0,282 ммоль
Моль воды = масса / молярная масса = 5,091 мг / 18 г/моль = 0,283 ммоль
2. Определим эмпирическую формулу углеводородной кислоты.
Согласно данным, масса углерода в кислоте равна 6,225 мг - 12,44 мг = 6,225 - 12,44 = -6,215
Масса водорода в кислоте равна 5,091 мг - 1,010 мг = 5,091 - 1,010 = - 4,081
Массовые доли углерода и водорода в кислоте:
Массовая доля углерода = (6,225 - 12,44) / 6,225 = -0,99
Массовая доля водорода = (5,091 - 1,010) / 5,091 = 0,8
Делим массовую долю каждого элемента на его атомную массу:
Моль углерода = -0,99 / 12 ≈ -0,083
Моль водорода = 0,8 / 1 ≈ 0,8
Оба коэффициента нужно привести к целым числам, умножив их на общий множитель:
Моль углерода = -0,83 * 12 ≈ -1
Моль водорода = 0,8 * 12 = 10
Эмпирическая формула кислоты: CH10
3. Теперь определим молекулярную формулу кислоты.
Молярная масса углеводородной кислоты равна массе, деленной на количество молей вещества:
Молярная масса кислоты = 6,225 мг / (0,282 ммоль - 0,283 ммоль) = 6,225 мг / 0,282 ммоль = 22,08 г/моль
Теперь найдем молекулярную формулу кислоты, зная эмпирическую формулу и молярную массу:
M(CH10) = 12 + (1x10) = 22
Молярная масса кислоты (22,08) приблизительно равна масштабированной молекулярной массе эмпирической формулы (22). Это значит, что молекулярная формула кислоты также CH10.
4. Теперь вычислим массу раствора гидроксида калия с массовой долей 1,2544 %, необходимую для нейтрализации кислоты массой 0,822 г.
Для вычисления количества гидроксида калия необходимо рассчитать количество молей кислоты, а затем использовать это значение для определения количества молей гидроксида калия, которое требуется для нейтрализации.
Количество молей кислоты = масса кислоты / молярная масса кислоты = 0,822 г / 22,08 г/моль = 0,0372 моль.
Количество молей гидроксида калия, необходимое для нейтрализации, равно количеству молей кислоты, поскольку щелочь и кислота будут реагировать в соотношении 1:1. Таким образом, количество молей гидроксида калия = 0,0372 моль.
Далее, мы можем использовать молярную массу гидроксида калия, чтобы вычислить массу раствора, необходимую для нейтрализации:
Молярная масса KOH = 39,1 г/моль (K) + 16,0 г/моль (O) + 1,0 г/моль (H) = 56,1 г/моль
Масса раствора KOH = количество молей KOH * молярная масса KOH = 0,0372 моль * 56,1 г/моль = 2,09 г.
Таким образом, для нейтрализации кислоты массой 0,822 г понадобится примерно 2,09 г раствора гидроксида калия.