Массовая доля кислорода в нитроалкане равна 35,96%. Установите молекулярную формулу нитроалкана.
Массовая доля кислорода в нитроалкане равна 35,96%. Установите молекулярную формулу нитроалкана.
Чтобы установить молекулярную формулу нитроалкана с массовой долей кислорода 35,96%, нужно выполнить несколько шагов. Нитроалканы — это органические соединения, содержащие нитрогруппу (-NO_2), присоединенную к углеводородной цепи.
Определение общей формулы нитроалкана: Нитроалканы имеют общую формулу (CnH{2n+1}NO_2), где (n) — число атомов углерода.
Известные данные и уравнения: Массовая доля кислорода ((w_O)) в нитроалкане равна 35,96%, что можно выразить как: [ w_O = \frac{2 \cdot MO}{M{CnH{2n+1}NO_2}} \times 100\% ] где (MO = 16) г/моль (молярная масса кислорода), а (M{CnH{2n+1}NO_2}) — молярная масса нитроалкана.
Расчет молярной массы нитроалкана: Подставляем известное значение массовой доли: [ 35,96 = \frac{32}{M_{CnH{2n+1}NO2}} \times 100 ] Решаем уравнение для нахождения молярной массы нитроалкана: [ M{CnH{2n+1}NO_2} = \frac{32 \times 100}{35,96} \approx 89 \text{ г/моль} ]
Определение числа атомов углерода (n): Молекулярная масса нитроалкана равна: [ M_{CnH{2n+1}NO2} = 12n + (2n+1) + 14 + 32 ] Подставляя (M{CnH{2n+1}NO_2} = 89), решаем уравнение: [ 12n + 2n + 1 + 14 + 32 = 89 ] [ 14n + 47 = 89 ] [ 14n = 42 ] [ n = 3 ]
Молекулярная формула: Подставляем найденное значение (n) в формулу (CnH{2n+1}NO_2): [ C_3H_7NO_2 ]
Таким образом, молекулярная формула нитроалкана с массовой долей кислорода 35,96% — (C_3H_7NO_2).
Для решения данной задачи необходимо найти массовые доли элементов в нитроалкане и затем определить его молекулярную формулу.
Пусть массовая доля кислорода в нитроалкане составляет 35,96%. Пусть масса данного вещества равна 100 г. Тогда масса кислорода в этом веществе будет равна 35,96 г.
Так как нитроалкан содержит кислород и углерод, то масса углерода в веществе будет равна 100 г - 35,96 г = 64,04 г.
Далее, найдем количество молей каждого элемента в нитроалкане. Для этого посчитаем количество молей кислорода и углерода по их массам:
Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
Моль кислорода = 35,96 г / 16 г/моль ≈ 2,2475 моль Моль углерода = 64,04 г / 12 г/моль ≈ 5,3367 моль
Далее определим отношение молей кислорода к молям углерода и приведем их к целым числам:
Отношение молей O : C = 2,2475 : 5,3367 ≈ 1 : 2,375
Для приведения отношения к целым числам умножим все моли на 4:
O : C = 4 : 9
Таким образом, молекулярная формула нитроалкана будет C4H9NO2.
