Чтобы определить молекулярную формулу газообразного алифатического углеводорода, зная его плотность, нам нужно воспользоваться уравнением состояния идеального газа и некоторыми химическими принципами.

Шаг 1: Определение молярной массы

Плотность газа (d) связана с его молярной массой (M) и объёмом (V) по формуле:

d = M / V

Для газов, плотность часто выражается в г/дм³, и мы можем использовать стандартные условия (нормальные условия) для газа, где 1 моль газа занимает объем 22.4 дм³.

Шаг 2: Перевод плотности в молярную массу

Мы знаем, что:

• Плотность (d) = 1.16 г/дм³
• Объем (V) = 22.4 дм³ (при нормальных условиях)

Теперь можем найти молярную массу:

M = d * V = 1.16 г/дм³ * 22.4 дм³ = 26.0144 г/моль

Шаг 3: Определение состава углеводорода

Алифатические углеводороды могут быть представлены в виде алканов, алкенов или алкинов. Мы можем начать с алканов.

Формула алканов: CnH(2n+2). Для определения n найдем, сколько углеродов может быть в углеводороде:

• Сначала найдем n, используя молярную массу углеводорода.
• Молярная масса углеводорода CnH(2n+2) = 12n + (2n + 2) = 14n + 2.

Теперь приравняем это к найденной молярной массе:

14n + 2 = 26.0144

Решим это уравнение:

• 14n = 26.0144 - 2
• 14n = 24.0144
• n = 24.0144 / 14 ≈ 1.714

Поскольку n должно быть целым числом, это значение близко к 2, что соответствует алкану с формулой C2H6 (этан).

Шаг 4: Проверка на другие классы углеводородов

Мы также можем рассмотреть алкены и алкины. Но при расчете для алкенов (CnH(2n)) и алкинов (CnH(2n-2)) мы увидим, что молярная масса будет ниже, чем 26 г/моль, что не соответствует нашему значению.

Вывод:

Таким образом, молекулярная формула газообразного алифатического углеводорода с плотностью 1.16 г/дм³ - это C2H6, что соответствует этану.