Формула углеводорода по продуктам сгорания
Формула углеводорода по продуктам сгорания определяется через количества образовавшихся углекислого газа и воды: по CO₂ находят число атомов углерода, а по H₂O — число атомов водорода.
Алгоритм
- Записать общую формулу углеводорода: \(\mathrm{C_xH_y}\).
- Используя данные о \(\mathrm{CO_2}\), вычислить количество вещества углерода: \(n(\mathrm C)=n(\mathrm{CO_2})\).
- По воде вычислить количество вещества атомов водорода: \(n(\mathrm H)=2n(\mathrm{H_2O})\).
- Найти отношение \(n(\mathrm C):n(\mathrm H)\) и сократить его до наименьших целых чисел. Полученная запись является простейшей формулой углеводорода.
Если даны массы продуктов, сначала находят их количества вещества: \(n=\frac{m}{M}\). Если даны объёмы газов при одинаковых условиях, можно использовать отношение объёмов как отношение количеств вещества. В основе расчёта лежит горение углеводородов: весь углерод переходит в \(\mathrm{CO_2}\), а водород — в \(\mathrm{H_2O}\).
При сгорании вещества получили \(0{,}2\) моль \(\mathrm{CO_2}\) и \(0{,}3\) моль \(\mathrm{H_2O}\). Тогда \(n(\mathrm C)=0{,}2\) моль, \(n(\mathrm H)=2\cdot0{,}3=0{,}6\) моль. Отношение атомов \(\mathrm C:\mathrm H=0{,}2:0{,}6=1:3\), поэтому простейшая формула — \(\mathrm{CH_3}\). Это не обязательно молекулярная формула: реальные индексы могут быть кратны.
Количество вещества водорода в составе углеводорода в два раза больше количества вещества воды: один моль \(\mathrm{H_2O}\) содержит два моля атомов водорода. Поэтому нельзя использовать отношение \(n(\mathrm{CO_2}):n(\mathrm{H_2O})\) напрямую как отношение атомов углерода и водорода.
При сгорании получено \(0{,}4\) моль \(\mathrm{CO_2}\) и \(0{,}2\) моль \(\mathrm{H_2O}\). Какова простейшая формула углеводорода?
Главное
- \(n(\mathrm C)=n(\mathrm{CO_2})\), а \(n(\mathrm H)=2n(\mathrm{H_2O})\).
- После вычислений составляют и сокращают отношение атомов углерода и водорода.
- Полученная запись — простейшая формула; молекулярную формулу устанавливают дополнительно.