Расчет формулы вещества по массе продуктов сгорания

Пример задачи:

При сжигании 10 г неизвестного углеводорода было получено 12,86 г воды. Найдите молекулярную формулу углеводорода, если его плотность по водороду равна 28.

Решение:

  1. Найдем простейшую формулу неизвестного углеводорода (соотношение атомов элементов в молекуле).
    Для этого найдем содержание водорода в 10 г вещества (при сжигании водород окислился в воду массой 12,86 г). Можно составить пропорцию:
    1 моль воды массой 18 г (молярная масса воды) содержит 2 г водорода,
    а 12,86 г — x г
    x = 12,86 • 2 г / 18 г = 1,43 г (масса водорода, которая содержалась в 10 г неизвестного вещества)
  2. Найдем массу углерода в 10 г вещества:
    m(C) = 10 г − 1,43 г = 8,57 г
  3. Найдем простейшую формулу:
    (в следующем выражении косая черта означает деление, а двоеточие (:) — соотношение элементов, делить не нужно!)
    C : H = m(C) / M(C) : m(H) / M(H) = 8,57 г / 12 г/моль : 1,43 г / 1 г/моль = 0,71 моль : 1,43 моль = (делим на наименьшее) 0,71 / 0,71 : 1,43 / 0,71 = 1 : 2
    Простейшая формула CH2
  4. Найдем истинную (реальную, молекулярную) формулу. Для этого находим молярную массу неизвестного вещества. Она равна произведению плотности вещества по водороду на молярную массу водорода:
    M(CxHy) = DH2 • M(H2) = 28 • 2 = 56
  5. Найдем молярную массу найденной ранее простейшей формулы:
    M(CH2) = 12 + 2 • 1 = 14
  6. Найдем соотношение масс истинной формулы и простейшей формулы:
    M(CxHy) / M(CH2) = 56 / 14 = 4 (искомая формула в 4 раза тяжелее простейшей)
  7. Найдем истинную формулу, для чего умножим индексы в простейшей формуле на полученное соотношение:
    C4H8

Ответ: C4H8 (бутен)

автор: Владимир Соколов