Нахождение молекулярной формулы по массовым долям элементов и относительной плотности

Вывод молекулярной формулы по плотности и массовой доле химического элемента

1. Нахождение молекулярной формулы по массовым долям элементов и относительной плотности

Теория

Рассмотрим пример решения задачи, если известны массовые доли элементов и относительная плотность вещества.

Для определения простейшей (эмпирической) формулы вещества можно рассчитать количества атомов каждого элемента и найти соотношение индексов. Другой способ решения заключается в использовании формулы для массовой доли химического элемента.

Чтобы установить молекулярную (истинную) формулу, нужно найти относительную молекулярную массу вещества.

Формулы для расчётов:

n = \frac{m}{M};

w (Э) = \frac{A_{r} (Э) \cdot x}{M_{r} (в - ва)};

M_{r} (в - ва) = D_{газ} {(в - ва) \cdot M}_{r} (газа) .

Пример:

Определим молекулярную формулу углеводорода, в котором содержится \(85,71\)

%

углерода и \(14,29\)

%

водорода. Известно, что относительная плотность этого углеводорода по воздуху составляет \(0,966\).

Первый вариант решения

1. В веществе содержатся только атомы углерода и водорода, значит, его формулу можно записать так —

{C_{x} H}_{y}

. Индексы в формуле показывают отношение количеств атомов:

x : y = n (C) : n (H) .

По массовым долям определяем, что в \(100\) г углеводорода содержится \(85,71\) г углерода и \(14,29\) г водорода.

Найдём количества этих элементов:

x = \frac{m (C)}{A_{r} (C)} = \frac{85, 71 г}{12 г / моль} = 7,1425 моль;

y = \frac{m (H)}{A_{r} (H)} = \frac{14,29 г}{1 г / моль} = 14, 29 моль;

x : y = 7,1425 : 14,29 = \frac{7,1425}{7,1425} : \frac{14,29}{7,1425} = 1 : 2 .

Значит, простейшая формула углеводорода —

{C H}_{2}

2. Определим относительную молекулярную массу вещества и сравним её с массой

{C H}_{2}

M_{r} ({C_{x} H}_{y}) = D_{возд .} ({C_{x} H}_{y}) \cdot M_{r} (возд .) = 0,966 \cdot 29 = 28,014 \approx 28 .

\frac{M_{r} ({C_{x} H}_{y})}{M_{r} ({C H}_{2})} = \frac{28}{14} = 2 .

Следовательно, молекулярная формула вещества

{{(C H}_{2})}_{2} = {C_{2} H}_{4} .

Ответ:

{C_{2} H}_{4}

Второй вариант решения

1. Определим относительную молекулярную массу углеводорода:

M_{r} ({C_{x} H}_{y}) = D_{возд .} ({C_{x} H}_{y}) \cdot M_{r} (возд .) = 0,966 \cdot 29 = 28,014 \approx 28 .

2. Найдём число атомов углерода и водорода в молекуле:

x = \frac{M_{r} (C) \cdot w (C)}{A_{r} (C) \cdot 100 %} = \frac{28 \cdot 85, 71 %}{12 \cdot 100 %} = 2;

y = \frac{M_{r} ({C_{x} H}_{y}) \cdot w (H)}{A_{r} (H) \cdot 100 %} = \frac{28 \cdot 14,29 %}{1 \cdot 100 %} = 4 .

Ответ:

{C_{2} H}_{4}

Вернуться в тему

Следующая теория