Чтобы определить молекулярную формулу алкана по заданной массовой доле углерода, следуем следующему алгоритму:
- Определение массовой доли водорода: Если массовая доля углерода составляет 0.833, то массовая доля водорода будет равна 1 - 0.833 = 0.167. Это означает, что 16.7% массы молекулы составляют атомы водорода.
- Определение соотношения углерода и водорода: Для алканов существует общая формула CnH(2n+2), где n - количество атомов углерода. Чтобы найти n, используем массовые доли.
- Перевод массовых долей в мольные доли: Рассчитаем количество молей углерода и водорода. Для этого нужно взять молекулярные массы углерода (C) и водорода (H):
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
- Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
Теперь найдем, сколько граммов углерода и водорода содержится в 1 грамме вещества:
- Для углерода: 0.833 г углерода / 12 г/моль = 0.0694 моль C
- Для водорода: 0.167 г водорода / 1 г/моль = 0.167 моль H
- Определение соотношения атомов: Теперь найдем соотношение атомов углерода к водороду:
- Количество атомов углерода (C) = 0.0694
- Количество атомов водорода (H) = 0.167
Для упрощения соотношения делим на наименьшее количество молей:
- C: 0.0694 / 0.0694 = 1
- H: 0.167 / 0.0694 = 2.4
- Приведение к целым числам: Поскольку количество атомов не может быть дробным, умножим все значения на 5, чтобы получить целые числа:
- C: 1 * 5 = 5
- H: 2.4 * 5 = 12
- Запись молекулярной формулы: Получаем молекулярную формулу C5H12, что соответствует алкану с 5 атомами углерода, известному как пентан.
Таким образом, молекулярная формула алкана, если массовая доля углерода составляет 0.833, равна C5H12.