При сгорании 21,2 г органического вещества получили 35,84 л (н.у.) углекислого газа и 18 г воды. Известно,...

1) Сначала найдем количество молей углекислого газа и воды, используя их объемы при н.у. (нормальных условиях) и уравнение состояния идеального газа: 1 моль газа занимает при н.у. объем 22,4 л. Объем углекислого газа: 35,84 л / 22,4 л/моль = 1,6 моль Объем воды: 18 г / 18 г/моль = 1 моль

Теперь найдем количество молей углерода в органическом веществе, используя количество молей углекислого газа: Масса углерода в углекислом газе: 1,6 моль * 12 г/моль = 19,2 г Масса углерода в органическом веществе: 21,2 г - 19,2 г = 2 г Количество молей углерода в органическом веществе: 2 г / 12 г/моль = 0,167 моль

2) Молекулярная формула органического вещества будет CnH2nO2, где n - количество углеродов в молекуле. Так как количество углеродов равно 2, то молекулярная формула будет C2H4O2.

3) Структурная формула исходного вещества, удовлетворяющая условиям задачи, будет:

H H

\ /

H - C - C - O - H

/ \

O O

Это структурная формула для этанадиовой кислоты (уксусной кислоты).

1) Массовая доля углерода в органическом веществе: m(C) = (12 21,2) / (12 21,2 + 1 18 + 16 35,84) ≈ 0,35

2) Молекулярная формула органического вещества: C2H6O2

3) Структурная формула исходного вещества: H / C - C - O - H \ / C

Для определения молекулярной формулы органического вещества начнем с анализа продуктов сгорания:

1) Расчет количества углерода и водорода в исходном веществе:

a) Углекислый газ (CO₂) образуется из углерода органического соединения. Молярный объем газов при нормальных условиях (н.у.) составляет 22.4 л/моль.

Объем CO₂ = 35.84 л Молярный объем = 22.4 л/моль Моли CO₂ = 35.84 л / 22.4 л/моль = 1.6 моль

Каждый моль CO₂ содержит один моль углерода: Моли углерода = 1.6 моль Масса углерода = 1.6 моль × 12 г/моль = 19.2 г

b) Вода (H₂O) образуется из водорода органического соединения. Масса воды = 18 г Молярная масса H₂O = 18 г/моль Моли H₂O = 18 г / 18 г/моль = 1 моль

Каждый моль H₂O содержит 2 моль водорода: Моли водорода = 2 × 1 моль = 2 моль Масса водорода = 2 моль × 1 г/моль = 2 г

c) Найдем массу кислорода в органическом веществе, вычтя массу углерода и водорода из общей массы вещества: Масса органического вещества = 21.2 г Масса углерода + водорода = 19.2 г + 2 г = 21.2 г Масса кислорода = 21.2 г - 21.2 г = 0 г

2) Молекулярная формула органического вещества:

Переменная составляющая содержит только углерод и водород, поскольку кислорода нет. Таким образом, это углеводород. Эмпирическая формула для углеводорода с C:H в соотношении 1.6:2 можно упростить до CH₂. Однако, мы имеем дело с циклическим углеводородом, так как при окислении получается двухосновная карбоновая кислота (по условию задачи), в которой карбоксильные группы максимально удалены друг от друга.

3) Структурная формула исходного вещества:

Учитывая, что карбоксильные группы в результирующей кислоте максимально удалены друг от друга, это указывает на циклобутандикарбоновую кислоту. Следовательно, исходное вещество было циклобутаном, который имеет четыре атома углерода в цикле. Структурная формула циклобутана:

  CH₂-CH₂
   |   |
  CH₂-CH₂

Таким образом, исходное вещество является циклобутаном, а его молекулярная формула C₄H₈.