Выведите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 84,21%.Плотность...

Дано, что массовая доля углерода в углеводороде составляет 84,21%, следовательно массовая доля водорода будет 15,79%.

Плотность паров вещества по водороду равна 57, что указывает на то, что углеводород имеет формулу CnH2n+2, где n - количество углеродных атомов.

1. Пример первого изомера: н-гексан (C6H14)
2. Пример второго изомера: метилпентан (C6H14)
3. Пример третьего изомера: диметилбутан (C6H14)

Эти углеводороды являются алифатическими углеводородами и могут использоваться в качестве топлива или растворителей.

Для решения этой задачи нам необходимо сначала найти молекулярную формулу углеводорода. Начнем с расчета молекулярной массы вещества, учитывая данную плотность паров по водороду, которая составляет 57. Молекулярная масса водорода (H₂) равна 2 г/моль, следовательно, молекулярная масса углеводорода будет:

М = d × М(H₂) = 57 × 2 = 114 г/моль.

Теперь, используя массовую долю углерода, найдем относительное содержание углерода и водорода в молекуле. Массовая доля углерода составляет 84.21%. Следовательно, масса углерода в молекуле углеводорода будет:

m(C) в молекуле = 114 г/моль × 84.21% = 96.00 г/моль.

Так как атомная масса углерода (C) примерно равна 12 г/моль, число атомов углерода в молекуле:

n(C) = 96.00 г/моль / 12 г/моль = 8.

Теперь рассчитаем количество атомов водорода. Общая масса молекулы 114 г/моль, масса углерода 96 г/моль, следовательно масса водорода будет:

m(H) = 114 г/моль - 96 г/моль = 18 г/моль.

Поскольку атомная масса водорода (H) составляет примерно 1 г/моль, количество атомов водорода в молекуле:

n(H) = 18 г/моль / 1 г/моль = 18.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода C₈H₁₈. Это алкан, и его общая формула соответствует форме CnH2n+2.

Теперь рассмотрим возможные структурные изомеры для C₈H₁₈:

1. n-Октан (CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃) – прямая цепь из восьми углеродов.
2. 2-Метилгептан (CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃) – разветвление с метильной группой на третьем углероде.
3. 2,2,3,3-Тетраметилбутан (CH₃-C(CH₃)₂-C(CH₃)₂-CH₃) – высокоразветвленный изомер с четырьмя метильными группами на средних углеродах.

Эти изомеры показывают различное строение и, соответственно, могут иметь разные физические и химические свойства, несмотря на одинаковую молекулярную массу и состав.