Ответы
Ответ:
Для визначення формули вуглеводню, який був спалений, можемо скористатися стехіометричними співвідношеннями між масами вуглеводню та кисню в реакції згоряння.
Спочатку знайдемо кількість молей кисню, яку витратили для спалювання 11.6 г алкану. Використовуючи молекулярну масу кисню (O₂), яка становить приблизно 32 г/моль, ми можемо обчислити кількість молей кисню:
Маса кисню = 29.12 л × 32 г/л = 928.64 г
Кількість молей кисню = Маса кисню / Молекулярна маса кисню
Кількість молей кисню = 928.64 г / 32 г/моль = 29 моль
За реакційними рівняннями для згоряння алканів, ми знаємо, що на кожен моль алкану (наприклад, метану - CH₄) спалюється 2 молі кисню. Отже, кількість молей алкану буде половиною кількості молей кисню, витраченої в реакції.
Кількість молей алкану = 29 моль кисню / 2 = 14.5 моль
Тепер ми можемо визначити формулу вуглеводню. Оскільки маса алкану - 11.6 г, то ця маса дорівнює масі 14.5 моль алкану:
Маса алкану = Кількість молей алкану × Молекулярна маса алкану
Молекулярна маса алкану = Маса алкану / Кількість молей алкану
Молекулярна маса алкану = 11.6 г / 14.5 моль = 0.8 г/моль
Це дуже низька молекулярна маса для будь-якого алкану. Однак зважаючи на те, що молекулярна маса вуглецю (C) - приблизно 12 г/моль, то цей алкан має складатися переважно із вуглецю.
Таким чином, формула цього алкану, ймовірно, близька до CH₄, що вказує на метан.
Для визначення формули вуглеводню, вам спочатку потрібно визначити кількість молей кисню, витрачену на спалювання алкану. За допомогою закону об'ємів Гай-Люссака ви можете знайти, що 29.12 л кисню відповідають 1.3 моль O2.
Тепер, оскільки алкани мають загальну формулу CnH2n+2, давайте спробуємо розв'язати задачу для алкану з формулою CnH2n+2. Для 1.3 моль O2 потрібно 1.3 моль алкану.
Тепер переведемо масу алкану у вуглець і водень. Оскільки атом вуглецю має масу приблизно 12 г/моль, а атом водню - приблизно 1 г/моль, то для CnH2n+2 маса вуглецю дорівнює 12n, а маса водню дорівнює 2(2n+2).
Зараз ви можете встановити відношення маси водню до маси вуглецю:
(2(2n+2)) / 12n = 1.3 / 1
Розв'яжімо це рівняння для n:
(4n + 4) / 12n = 1.3
4n + 4 = 1.3 * 12n
4n - 12n = -4 * 1.3
-8n = -5.2
n = 5.2 / 8
n = 0.65
Отже, n дорівнює приблизно 0.65. Таким чином, це алкан з формулою близько C0.65H1.3. Оскільки вуглець і водень повинні бути цілими числами в молекулі, ця формула не є можливою для природного алкану. Ви могли б розглянути більш складну реакцію, або це може бути помилкою в завданні.