Для установления элементарного состава соединения первоначально необходимо определить массы углерода в оксиде углерода (IV) и водорода в воде.

1. Определяют массу углерода:

М(С02) = 44 г/моль

m(C02) = 44 г/моль*1моль = 44 г.

В оксиде углерода (IV) массой 44 г масса углерода 12 г. При сгорании образовался С02 массой 4,4 г, что соответствует ОД моль. Следовательно, масса углерода — 1,2 г.

2. Аналогично, вычисляют массу водорода. Мас-

са воды равна 18 г, а водорода — 2 г. В 2,7 г воды

находится

2 г • 2,7 г

— -0,3(Н).

18 г

3. Сумма масс углерода и водорода состав-

ляет (1,2 + 0,3) = 1,5 г. Следовательно, если

соединения сгорело 2,3 г, то разность 2,3 г -

- 1,5г = 0,8г показывает массу кислорода.

4. Формула соединения: С Н О .

Отношение числа атомов элементов:

12 1 16

1,2 0,3 0,8

х : у : z =

или х : у : z = ОД : 0,3 : 0,05. Приняв наименьшее число за единицу, находят, что:

0,1 0,3 0,05

х : у : z — : : =2:6:1.

0,05 0,05 0,05

Таким образом, простейшая формула соединения должна иметь вид С2Н60. С относительной молекулярной массой, равной 46. Истинную относительную молекулярную массу определяют, зная, что относительная плотность соединения по воздуху Бвозд = 1,59, тогда Mr = 1,59-29 = 46,1.

5. Сравнение относительных молекулярных масс показывает, что простейшая и молекулярная формулы здесь совпадают. Отсюда следует, что С2Н60 представляет собой и молекулярную формулу вещества.

Ответ. С2Н60

Пример 4. Определите, содержит ли исследуемое вещество кислород, если при сжигании 0,3069 г его получено 0,5866 г С02 и 0,3622 г Н20.

Решение.

Рассчитаем процентное содержание С и Н в исследуемом веществе

С02н>С 0,586612

44г—12 г х = г.

0,5866 г — х г 44

Выражаем количество С в процентах.

0,586612

В 0,3069 г содержится г (С).

44

В 100г — xl г С.

0,586612100

xl= — =52,1.

440,3069

Это составляет 52,1 %.

Аналогично определяем содержание Н.

Н20 -> 2Н

18 г — 2 г 0,3622-2

0,3622г~ хг х= г.

18

В процентах это составит:

0,3622-2

в 0,3069 г — г(Н),

18

в ЮОг — xl г (Н).

0,3622 2 100

xl = = 13,1 или 13,1 %.

18- 0,3069

%С + %Н = 52,1 % + 13,1 % = 65,2 %.

Как видно из рассчитанных данных, в составе исследуемого вещества содержится кислород. На его долю приводится 100 % - 65,2 % = 34,8 %. Формула вещества С2Н60. Задачу можно решать, используя массы веществ в граммах.

Ответ. Кислорода содержится в веществе 34,8 %.

Пример 5. Найдите простейшую и истинную формулу углеводорода по следующим данным: а) 75% —С, 25% — Н, DH =8; 6)80% —С, 20% — Н, D = 1,0345; в) 81,8^ % — С, 18 % — Н, плот-ность 1,339 г/л.

Решение.

Решать такие задачи можно несколькими способами. Например, для условия задачи б. I способ.

М = 29D = 291,0345 = 30 у.е.

возд, 7 J

I моль газа = 30 г 80 % от 30 г - 24 г.

24 г составляет 2 моль С.

20 % от 30 г = 6 г. 6г составляет 6 моль Н.

Истинная формула вещества С2Н6.

II способ.

Находим «атомный фактор» от весовых процентов (сколько молей составляет 80 г С и 20 г Н):

— =6,7 (моль С), — = 20 (моль Н),

12 1

С : Н = 6,7 : 20 = = 1 : 3.

Простейшая формула вещества СН3 и молекулярная масса 15.Так как истинная формула вещества имеет молекулярную массу 30, то надо индексы в простейшей формуле удвоить. Истинная формула С2Н6.

Ответ, б) С2Нб.

Пример 6. Определите молекулярную массу вещества, если известно, что при сгорании 2,2 г его в газообразном состоянии выделяется 3,36 л С02 и 3,6г паров воды, а плотность вещества по воздуху равна 1,5172. Определите истинную молекулярную формулу вещества, назовите его, напишите формулу в структурном виде.

Решение.

I способ.

Зная формулу для определения молекулярной массы вещества по Db , находим: М = 29D = 291,5172"== 44 г/моль.

возд. ' '

Принимая молекулярную массу равной 100%, определяем массу углерода и водорода, входящих в молекулу. Переводим объем углекислого газа в массу:

44-3,36

= 6,6 г.

22,4

6,6 г С02 составляет 0,15 моль, в которых содержится 0,15 моль углерода. Аналогично определяем, что 3,6 г воды составляет 0,2 моль воды. Значит, в 0,2 моль содержится 0,4 моль водорода (Н20 ,2Н). Определяем молярное соотношение углерода и водорода. Оно составляет С : Н = 0,15 : 0,4 = 1,5 : 4.

Эти соотношения соответствуют и соотношению атомов С и Н. (На основаниии числа Аво-гадро.) Но поскольку число атомов не может быть дробным, удваиваем соотношение (3 : 8).

Формула вещества C3Hg. Молекулярная масса его соответствует рассчитанной, значит, формула является истинной. Это пропан. Структурная формула СН3—СН2—СН3.

Ответ. С3Н8 (пропан).

II способ:

Определив молекулярную массу по формуле М = 29-D , находим, сколько молей С и Н входит в 1моль вещества. 3,36 л С02 составляет

3,36

= 0,15 моль С02, из них 0,4 моль водорода.

22,4

Следовательно, соотношение химических элементов 3:8. Формула C3Hg.

Пример 7. При сжигании 10,1 г хлорпро-изводного предельного углеводорода выделилось 3,58 л С02 (