Массовая доля углерода в углеводороде составляет 83,33%, водорода -16,67%. Плотность паров углеводорода по водороду равна 36. Определите формулу углеводорода.

Для решения задачи определим формулу углеводорода на основе данных о массовой доле углерода и водорода, а также используя плотность пара углеводорода по водороду.

Шаг 1: Определим отношение массовых долей

По условию задачи известно:

• Массовая доля углерода (C) составляет 83,33%.
• Массовая доля водорода (H) — 16,67%.

Так как углеводород состоит только из углерода и водорода, доли этих элементов в соединении составляют 100%. Это говорит о том, что данная информация корректна.

Шаг 2: Найдем массовое соотношение атомов

Для расчета эмпирической формулы углеводорода сначала определим количество моль каждого элемента на 100 г соединения:

1. Углерод (C): $$\frac{83,33}{12} = 6,944 \text{ моль}$$
2. Водород (H): $$\frac{16,67}{1} = 16,67 \text{ моль}$$

Теперь находим соотношение атомов, разделив оба значения на меньшее из них:

1. Для углерода: $\frac{6,944}{6,944} = 1$
2. Для водорода: $\frac{16,67}{6,944} \approx 2,4$

Соотношение углерода и водорода примерно 1:2,4, что близко к целому числу при округлении. Чтобы получить целые числа, умножим оба отношения на 5:

• Углерод: $1 \times 5 = 5$
• Водород: $2,4 \times 5 \approx 12$

Эмпирическая формула углеводорода, исходя из массовых долей, получается $\text{C}_5\text{H}_{12}$.

Шаг 3: Проверка формулы с учетом плотности по водороду

Теперь проверим, соответствует ли эта формула данным о плотности. Плотность пара углеводорода по водороду составляет 36, что означает, что молекулярная масса углеводорода в 36 раз больше молекулярной массы водорода ($\text{H}_2$), то есть 2 г/моль.

Молекулярная масса искомого углеводорода:

Проверим, соответствует ли это значение молекулярной массе формулы $\text{C}_5\text{H}_{12}$:

Ответ

Все расчеты подтвердили, что молекулярная формула углеводорода — $\text{C}_5\text{H}_{12}$.