Решение задачи по химии: определение формулы углеводорода и изомеры

Ниже представлено решение задачи, оформленное для записи в школьную тетрадь. Дано: \( \omega(C) = 88,2\% \) \( D_{H_2} = 34 \) Найти: молекулярную формулу вещества и написать структурные формулы двух изомеров. Решение: 1. Находим молярную массу неизвестного вещества через относительную плотность по водороду: \[ M(вещества) = D_{H_2} \cdot M(H_2) \] \[ M(вещества) = 34 \cdot 2 = 68 \text{ г/моль} \] 2. Так как вещество состоит из углерода и водорода (углеводород), найдем массовую долю водорода: \[ \omega(H) = 100\% - \omega(C) = 100\% - 88,2\% = 11,8\% \] 3. Определим соотношение атомов в молекуле \( C_xH_y \): \[ x : y = \frac{\omega(C)}{M(C)} : \frac{\omega(H)}{M(H)} \] \[ x : y = \frac{88,2}{12} : \frac{11,8}{1} \] \[ x : y = 7,35 : 11,8 \] Разделим на меньшее число (7,35): \[ x : y = 1 : 1,6 \] Умножим на 5, чтобы получить целые числа: \[ x : y = 5 : 8 \] Простейшая формула — \( C_5H_8 \). 4. Проверим молярную массу простейшей формулы: \[ M(C_5H_8) = 5 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 68 \text{ г/моль} \] Молярная масса совпала с рассчитанной в первом пункте. Значит, истинная формула — \( C_5H_8 \). Это может быть алкин или алкадиен. 5. Напишем структурные формулы двух изомеров (например, алкинов): Изомер 1 (Пентин-1): \( CH \equiv C - CH_2 - CH_2 - CH_3 \) Изомер 2 (Пентин-2): \( CH_3 - C \equiv C - CH_2 - CH_3 \) Ответ: молекулярная формула \( C_5H_8 \).