Определите формулу углеводорода,массовая доля углерода в котором 82.2%, а плотность этого вещества 2,59 г\л. Решить с "дано" и "решением".

Дано:

• Массовая доля углерода (C) в углеводороде: 82,2%.
• Плотность вещества: 2,59 г/л.

Необходимо определить формулу углеводорода.

Решение:

1. Определим молекулярную массу углеводорода:

Плотность вещества указана как 2,59 г/л, и это значит, что 1 литр вещества имеет массу 2,59 г. Для газообразного углеводорода можем использовать уравнение идеального газа, предполагая стандартные условия (температура 0°C и давление 1 атм). Мы можем воспользоваться известной формулой для плотности газа:

где:

• $d$ — плотность газа в г/л (2,59 г/л),
• $P$ — давление (1 атм),
• $M$ — молекулярная масса вещества в г/моль,
• $R$ — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
• $T$ — температура (273 К, если принять стандартные условия).

Подставим данные в уравнение:

Решим относительно $M$:

Таким образом, молекулярная масса углеводорода составляет примерно 58,55 г/моль.

2. Найдем состав углеводорода:

Из условия задачи известно, что массовая доля углерода в углеводороде составляет 82,2%. Это означает, что из 100 г вещества 82,2 г — это углерод, а оставшаяся масса (100 - 82,2 = 17,8 г) — это водород.

Молекулярная масса углеводорода равна 58,55 г/моль, поэтому в 58,55 г вещества углерода будет:

А масса водорода будет:

Теперь найдем количество моль каждого элемента в 58,55 г углеводорода.

Для углерода (масса углерода = 48,04 г):

Для водорода (масса водорода = 10,51 г):

3. Определим эмпирическую формулу:

Теперь найдем наименьшие целые коэффициенты, чтобы составить эмпирическую формулу. Для этого разделим количество моль каждого элемента на наименьшее значение:

Таким образом, эмпирическая формула углеводорода — это $CH_3$.

4. Определим молекулярную формулу:

Эмпирическая формула углеводорода — $CH_3$, и её молекулярная масса составляет:

Теперь определим, сколько эмпирических формул помещается в молекулярной формуле. Для этого делим молекулярную массу на молекулярную массу эмпирической формулы:

Таким образом, молекулярная формула углеводорода будет $C_4H_{12}$.

Ответ:

Молекулярная формула углеводорода — $C_4H_{12}$.