Масова частка Карбону у складі речовини – 16%. Відносна густина його парів за карбон (ІV) оксидом становить 2,272. Знайдіть молекулярну формулу речовини
Ответы
Для вирішення цієї задачі ми можемо використати наступні кроки:
1. Знайдіть масову частку кисню у складі речовини.
2. Визначте емпіричну формулу речовини.
3. Визначте молекулярну формулу речовини.
Крок 1: Знайдіть масову частку кисню у складі речовини.
Оскільки масова частка вуглецю у складі речовини становить 16%, то масова частка кисню буде дорівнювати 100% - 16% = 84%.
Крок 2: Визначте емпіричну формулу речовини.
Для цього ми можемо скористатися законом Далтона, який стверджує, що масові співвідношення елементів у складі сполуки виражені у цілих числах, що відповідають простому співвідношенню.
Тому, ми можемо припустити, що маса вуглецю у складі речовини дорівнює 16 г, а маса кисню - 84 г.
Масові співвідношення вуглецю та кисню у сполуці можуть бути виражені як:
16 г C : 84 г O
Для спрощення, ми можемо розділити обидві маси на їхні атомні маси, щоб отримати числові співвідношення елементів у сполуці:
16 г C / 12 г/моль = 1.33 моль C
84 г O / 16 г/моль = 5.25 моль O
Наступним кроком є зведення отриманих числових співвідношень до найменшого цілого співвідношення. Для цього можна поділити числа на їхні найбільші спільні дільники (НСД):
1.33 / 1.33 = 1
5.25 / 1.33 = 3.95 ~ 4
Таким чином, емпірична формула складається з однієї молекули вуглецю та чотирьох молекул кисню і може бути записан як CO4.
Крок 3: Визначте молекулярну формулу речовини.
Для визначення молекулярної формули речовини, нам потрібно знати її молекулярну масу. Ми можемо визначити молекулярну масу, знаючи масову частку кожного елементу та емпіричну формулу.
Масова частка вуглецю у CO4 дорівнює 12 г / (12 г/моль + 64 г/моль x 4) = 3/11 або 27.27%.
Масова частка кисню у CO4 дорівнює 64 г/ (12 г/моль + 64 г/моль x 4) = 8/11 або 72.73%.
Відношення молекулярної маси до емпіричної формули CO4:
(Molecular mass) / (Empirical formula mass) = n
де n - це ціле число, яке відповідає кількості емпіричних формул, які містяться в молекулі речовини.
Molecular mass = Empirical formula mass x n
Молекулярна маса CO4 = (12 г/моль + 64 г/моль x 4) x n
Відносна густина парів за карбон (ІV) оксидом становить 2,272, тому ми можемо записати наступну рівність:
Vapor density = (Molecular mass) / 2
2,272 = (12 г/моль + 64 г/моль x 4) x n / 2
2,272 = (12 г/моль + 256 г/моль) x n / 2
2,272 x 2 / (12 г/моль + 256 г/моль) = n
n = 0.337
Отже, молекулярна формула складається з 0.337 емпіричних формул CO4, що відповідає близько 0.337 x 5 = 1.69 молекул CO4. Оскільки ми не можемо мати дробову кількість молекул, ми можемо заокруглити це значення до найближчого цілого числа, тобто 2.
Отже, молекулярна формула складається з 2 молекул CO4 і може бути записана як С2О16.