Выведите формулу органического вещества, если при сгорании его массой 6 г получено 4,48 л углекислого...

Для решения задачи по определению формулы органического вещества необходимо выполнить несколько шагов:

1. Определение молекулярной формулы на основе продуктов сгорания:

   • Углекислый газ (CO₂): При нормальных условиях (н.у) объем одного моля газа составляет 22,4 литра. Следовательно, количество молей CO₂, полученного при сгорании, равно: [ \text{Количество молей CO₂} = \frac{4,48 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,2 \, \text{моль} ] Это количество молей углерода в исходном веществе, так как каждый моль CO₂ содержит один моль углерода.

   • Вода (H₂O): Молярная масса воды составляет 18 г/моль. Следовательно, количество молей воды: [ \text{Количество молей H₂O} = \frac{3,6 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} ] Поскольку каждый моль воды содержит два моль водорода, количество молей водорода в исходном веществе: [ \text{Количество молей H} = 0,2 \times 2 = 0,4 \, \text{моль} ]

2. Определение молекулярной массы и состава:

   • Плотность паров вещества по воздуху дана как 1,034. Воздух в основном состоит из азота и кислорода, и его средняя молярная масса составляет примерно 29 г/моль. Поэтому молярная масса (M) органического вещества равна: [ M = 1,034 \times 29 \, \text{г/моль} \approx 29,986 \, \text{г/моль} ]

3. Определение эмпирической формулы:

   • Масса углерода в веществе: [ \text{Масса углерода} = 0,2 \, \text{моль} \times 12 \, \text{г/моль} = 2,4 \, \text{г} ]
   • Масса водорода в веществе: [ \text{Масса водорода} = 0,4 \, \text{моль} \times 1 \, \text{г/моль} = 0,4 \, \text{г} ]

   • Масса кислорода в веществе: [ \text{Масса кислорода} = 6 \, \text{г} - (2,4 \, \text{г} + 0,4 \, \text{г}) = 3,2 \, \text{г} ] Количество молей кислорода: [ \text{Количество молей O} = \frac{3,2 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} ]

   • Эмпирическая формула: сравниваем соотношения молей C:H:O = 0,2:0,4:0,2, что упрощается до CH₂O.

4. Определение молекулярной формулы:

   • Эмпирическая формула CH₂O имеет молярную массу 30 г/моль, что близко к рассчитанной молекулярной массе вещества (29,986 г/моль). Таким образом, эмпирическая формула совпадает с молекулярной формулой.

Таким образом, молекулярная формула вещества — CH₂O. Это соответствует формальдегиду.

Для решения данной задачи нам необходимо определить состав органического вещества на основе данных о продуктах сгорания.

1. Определяем количество моль углекислого газа (CO2): Молярная масса CO2 = 44 г/моль Количество моль CO2 = масса CO2 / молярная масса CO2 = 4,48 л * 1,429 г/л / 44 г/моль = 0,144 моль CO2

2. Определяем количество моль воды (H2O): Молярная масса H2O = 18 г/моль Количество моль H2O = масса H2O / молярная масса H2O = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль H2O

3. Определяем количество моль углерода (C) и водорода (H) в органическом веществе: В углекислом газе CO2 1 моль углерода и 2 моля кислорода, а в воде H2O 2 моля водорода и 1 моль кислорода. Исходя из этого, количество моль C = 0,144 моль, а количество моль H = 0,4 моль.

4. Определяем молекулярную формулу органического вещества: Так как масса углерода и водорода соответствует молекуле этилена (C2H4), то формула органического вещества будет C2H4.

Итак, формула органического вещества, которое сгорело и образовало указанные продукты, - C2H4 (этилен).

Формула органического вещества: C₂H₆O