Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масові частки Карбону та Гідрогену в якому відповідно дорівнюють 80% та 20%. Густина речовини за нормальних умов становить 1,34 г/л.

Дано:

• Масова частка Карбону: $w(C)=80\%=0{,}8$

• Масова частка Гідрогену: $w(H)=20\%=0{,}2$

• Густина вуглеводню за нормальних умов: $\rho=1{,}34$ г/л

Знайти: молекулярну формулу вуглеводню — $C_xH_y$.

Розв’язання

1. Визначимо молярну масу вуглеводню.

За нормальних умов молярний об'єм газу становить $22{,}4$ л/моль.

Молярну масу обчислюємо за формулою:

Підставляємо значення:

Отже, молярна маса вуглеводню дорівнює приблизно 30 г/моль.

2. Визначимо найпростішу формулу вуглеводню.

Нехай маса речовини становить 100 г. Тоді:

• Маса Карбону: $m(C)=80$ г.

• Маса Гідрогену: $m(H)=20$ г.

Знайдемо кількості речовини кожного елемента:

Знайдемо співвідношення атомів Карбону та Гідрогену, поділивши обидва значення на найменше:

Отже, найпростіша формула вуглеводню — $CH_3$.

3. Визначимо молекулярну формулу.

Молярна маса найпростішої формули:

Знайдемо, у скільки разів молярна маса вуглеводню більша:

Помножимо індекси найпростішої формули на 2:

4. Перевіримо результат.

Масова частка Карбону:

Масова частка Гідрогену:

Отримані значення відповідають умові задачі.

Відповідь

Молекулярна формула вуглеводню — $C_2H_6$ (етан). Його молярна маса становить 30 г/моль, а масові частки Карбону та Гідрогену дорівнюють відповідно 80% і 20%.