Для определения формулы углеводорода, исходя из данных задачи, действуем следующим образом:
Дано:
- Масса вещества ( m_{\text{вещества}} = 1,12 \, \text{г} );
- Объем ( CO2 ) (при н.у.) ( V{CO_2} = 1,792 \, \text{л} );
- Масса воды ( m_{H_2O} = 1,44 \, \text{г} );
- Относительная плотность по водороду ( D_{H2} = 28 ), что означает ( M{\text{вещества}} = 28 \, \text{г/моль} ).
Необходимо найти молекулярную формулу углеводорода ( C_xH_y ).
1. Найдем количество вещества ( CO_2 ):
Молярный объем газа при нормальных условиях (( V_m )) равен ( 22,4 \, \text{л} / \text{моль} ). Тогда количество вещества ( CO_2 ) рассчитывается как:
[
n_{CO2} = \frac{V{CO_2}}{V_m} = \frac{1,792}{22,4} = 0,08 \, \text{моль}.
]
2. Количество углерода в веществе:
Каждая молекула ( CO_2 ) содержит один атом углерода. Следовательно, количество углерода в веществе равно количеству моль ( CO_2 ):
[
nC = n{CO_2} = 0,08 \, \text{моль}.
]
Масса углерода составляет:
[
m_C = n_C \cdot M_C = 0,08 \cdot 12 = 0,96 \, \text{г}.
]
3. Найдем количество вещества ( H_2O ):
Молярная масса воды ( M_{H_2O} = 18 \, \text{г/моль} ). Тогда количество вещества ( H_2O ) равно:
[
n_{H2O} = \frac{m{H2O}}{M{H_2O}} = \frac{1,44}{18} = 0,08 \, \text{моль}.
]
4. Количество водорода в веществе:
Каждая молекула воды содержит два атома водорода. Следовательно, количество атомов водорода в веществе в моль:
[
nH = 2 \cdot n{H_2O} = 2 \cdot 0,08 = 0,16 \, \text{моль}.
]
Масса водорода составляет:
[
m_H = n_H \cdot M_H = 0,16 \cdot 1 = 0,16 \, \text{г}.
]
5. Количество кислорода в веществе:
Общая масса вещества:
[
m_{\text{вещества}} = 1,12 \, \text{г}.
]
Масса кислорода, если он есть, вычисляется как разность между общей массой вещества и массами углерода и водорода:
[
mO = m{\text{вещества}} - m_C - m_H = 1,12 - 0,96 - 0,16 = 0 \, \text{г}.
]
Масса кислорода равна нулю, значит, вещество состоит только из углерода и водорода.
6. Определение эмпирической формулы:
Найдем соотношение атомов углерода и водорода. Используем количество моль каждого элемента:
[
\text{Соотношение } C : H = \frac{n_C}{n_H} = \frac{0,08}{0,16} = 1 : 2.
]
Эмпирическая формула вещества: ( CH_2 ).
7. Определение молекулярной формулы:
Молекулярная масса вещества ( M_{\text{вещества}} = 28 \, \text{г/моль} ). Молярная масса эмпирической формулы ( CH_2 ) равна:
[
M_{CH_2} = 12 + 2 \cdot 1 = 14 \, \text{г/моль}.
]
Отношение молекулярной массы вещества к молярной массе эмпирической формулы:
[
n = \frac{M{\text{вещества}}}{M{CH_2}} = \frac{28}{14} = 2.
]
Следовательно, молекулярная формула вещества:
[
\text{Молекулярная формула: } C_2H_4.
]
Ответ:
Молекулярная формула углеводорода — ( C_2H_4 ) (этилен).