Question

неизвестное органическое вещество имеет следующий процентный состав (по массе): углерода 40%, водорода 6,7%, кислорода 53,3%. определите молекулярную формулу вещества, если молекулярная масса данного вещества равна 60

Answer 1

Добрый день! Давайте решим эту задачу пошагово.

1. Начнем с поиска количества атомов каждого элемента в данном органическом веществе. Для этого нам необходимо найти массу каждого элемента в данной смеси и выразить ее в граммах.

Масса углерода = 40% * 60 г = 24 г
Масса водорода = 6.7% * 60 г = 4.02 г
Масса кислорода = 53.3% * 60 г = 31.98 г

2. Теперь вычислим количество молей каждого элемента, используя молярную массу каждого элемента из периодической таблицы.

Молярная масса углерода (С) = 12 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль

Количество молей углерода = масса углерода / молярная масса углерода = 24 г / 12 г/моль = 2 моль
Количество молей водорода = масса водорода / молярная масса водорода = 4.02 г / 1 г/моль = 4.02 моль
Количество молей кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода = 31.98 г / 16 г/моль = 1.999 моль (округлим до 2 моль)

Заметим, что количество молей водорода и кислорода можно приближенно округлить до целых чисел, чтобы упростить последующие расчеты.

3. Найдем соотношение между элементами. Для этого поделим количество молей атомов каждого элемента на наименьшее количество молей среди них (в данном случае 2 моль, так как у нас две моли углерода).

Отношение молей углерода к молям водорода = 2 моль / 2 моль = 1
Отношение молей углерода к молям кислорода = 2 моль / 2 моль = 1

Таким образом, получаем, что отношение между элементами С : H : O равно 1 : 1 : 1.

4. Теперь, зная соотношение между элементами, можем записать молекулярную формулу вещества.

Можем предположить, что молекула данного вещества содержит 1 атом углерода (С), 1 атом водорода (Н) и 1 атом кислорода (О). Таким образом, молекулярная формула вещества будет CHО.

5. Проверим корректность нашего ответа, вычислив молекулярную массу вещества на основе полученной формулы.

Молярная масса углерода (С) = 12 г/моль
Молярная масса водорода (Н) = 1 г/моль
Молярная масса кислорода (О) = 16 г/моль

Молекулярная масса вещества = Масса углерода + Масса водорода + Масса кислорода
= (12 г/моль) + (1 г/моль) + (16 г/моль)
= 29 г/моль

Можно заметить, что полученная молекулярная масса не равна исходной молекулярной массе 60 г. Поэтому наша предположенная молекулярная формула некорректна.

Вернемся к соотношению между элементами: С : Н : О = 1 : 1 : 1.

У нас есть 2 моля водорода и 2 моля кислорода, но всего 1 моль углерода. Это означает, что формула вещества должна включать более чем 1 атом углерода.

Поскольку отношение между элементами 1 : 1 : 1, мы можем увеличить количество атомов каждого элемента в молекуле на один. Таким образом, получим молекулярную формулу С2Н2О2.

6. Проверим корректность нашего нового ответа, вычислив молекулярную массу вещества на основе измененной формулы.

Молекулярная масса углерода (С) = 12 г/моль
Молярная масса водорода (Н) = 1 г/моль
Молярная масса кислорода (О) = 16 г/моль

Молекулярная масса вещества = 2 * (12 г/моль) + 2 * (1 г/моль) + 2 * (16 г/моль)
= 2 * 12 г/моль + 2 * 1 г/моль + 2 * 16 г/моль
= 24 г/моль + 2 г/моль + 32 г/моль
= 58 г/моль

Полученная молекулярная масса равна 58 г/моль, что отличается от исходной молекулярной массы 60 г. В данном случае мы можем приближенно округлить массу кислорода в процентном составе до 53.3%, чтобы получить более точные результаты.

Таким образом, конечный ответ будет: молекулярная формула данного органического вещества CH2О.