Задача: при сжигании 15,68 л органического вещества образовалось 78,4 л углекислого газа и 75,6 г воды. Относительная плотность паров вещества по водороду равна 36. Установить молекулярную формулу вещества.
Дано:
V (CxHy) = 15,68 л;
V (CO₂) = 78,4 л;
m (H₂O) = 75,5 г;
D (H₂) = 36.
Найти:
x,y — ?
1. Найдём количества веществ углекислого газа и воды. По формулам:
‣ n = V ÷ Vm; где: n - количество вещества (моль), V - объём (л), Vm - молярный объём газов, постоянная величина, равная 22,4 л/моль при н.у.
‣ n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса, значения берутся из таблицы Менделеева (г/моль).
n (CO₂) = V ÷ Vm = 78,4 л ÷ 22,4 л/моль = 3,5 (моль).
n (H₂O) = m ÷ M = 75,5 г ÷ 18 г/моль ≈ 4,2 (моль).
2. Теперь нужно вычислить количество вещества каждого элемента в органическом соединении. Решаем далее по данному правилу:
n (C в CxHy) = n (CO₂) ⇒ 3,5 (моль).
n (H в CxHy) = 2n (H₂O) ⇒ 8,4 (моль).
! Водород умножили на 2, так как в формуле воды 2 атома водорода !
3. Так как нам известны количества веществ углерода и кислорода, узнаем их массы в органическом соединении. Вычисляем по вышенаписанной формуле (выражаем m).
m (C в CxHy) = n · M = 3,5 моль · 12 г/моль = 42 (г).
m (H в CxHy) = n · M = 8,4 моль · 1 г/моль = 8,4 (г).
m (C + H в CxHy) = 42 г + 8,4 г = 50,4 (г).
4. Теперь узнаем молярную массу соединения. По формуле: M (CxHy) = M (H₂) · D; где: M - молярные массы (г/моль), D - относительная плотность по газу, безразмерная величина.
M (CxHy) = 2 г/моль · 36 = 72 (г/моль).
5. Также, нам известен объём органического соединения. По вышенаписанной формуле мы найдём количество вещества.
n (CxHy) = 15,68 л ÷ 22,4 л/моль = 0,7 (моль).
6. Зная молярную массу и количество вещества углеводорода, по вышенаписанной формуле узнаем его массу.
m (CxHy) = 0,7 моль · 72 г/моль = 50,4 (г).
Ранее мы складывали массы углерода и водорода. Получилось именно это число. Это говорит о том, что в соединении нет кислорода. Продолжаем вычисления дальше.
7. Раз уж мы выяснили, что в соединении кислорода нет, то соотнесём количества веществ углерода и водорода для того, чтобы узнать простейшую формулу соединения.
C : H = 3,5 моль : 8,4 моль
3,5 : 8, 4 | ÷ 0,7 (наибольший общий делитель)
5 : 12
Соответственно, простейшая формула — C₅H₁₂.
8. Посчитаем его молярную массу.
M (C₅H₁₂) = 5 · 12 + 12 · 1 = 72 (г/моль).
Она совпадает ранее найденной, а значит простейшая формула является истинной.
ответ: C₅H₁₂.
Неспа́рений електро́н — електрон у складі атома або молекули, який не входить до складу електронної пари, тобто електрон, що займає атомну або молекулярну орбіталь, на якій немає іншого електрона з протилежним спіном.
Група атомів із неспареним електроном називається вільним радикалом. Вільні радикали з неспареними електронами на s- та p-орбіталях здебільшого мають малий час життя, легко вступають в хімічні реакції, димеризуються. Проте, є винятки, наприклад, молекула кисню має два неспарені електрони.
Присутність неспарених електронів надає речовині парамагнітних властивостей.