Воздушные источники тока. определение, классификация, область применения, примеры

Условие: при сгорании углеводорода получили 18,48 г CO₂ и 3,78 г H₂O. Плотность по воздуху 2,69. Определить формулу.

Дано:

углеводород CxHy;

m (CO₂) = 18,48 г;

m (H₂O) = 3,78 г.

D (по возд.) = 2,69.

Найти:

x, y (формулу) — ?

1. Найдём количества веществ углекислого газа и воды. По формуле: n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса, значения берутся из таблицы Менделеева (г/моль).

n (CO₂) = 18,48 г ÷ 44 г/моль = 0,42 (моль).

n (H₂O) = 3,78 г ÷ 18 г/моль = 0,21 (моль).

2. Теперь нужно вычислить количество вещества каждого элемента в углеводороде. Решаем далее по данному правилу:

n (C в CxHy) = n (CO₂) ⇒ 0,42 (моль).

n (H в CxHy) = 2n (H₂O) ⇒ 0,42 (моль).

Водород умножили на 2, так как в формуле воды 2 атома водорода.

3. Мы видим, что соотношения атомов углерода и водорода относятся как 1 : 1. Значит, простейшая формула соединения — CH.

4. Нам дана плотность углеводорода по воздуху. Она нам дана для того, чтобы мы нашли истинную молярную массу соединения. Находим молярную массу по формуле: M (соед.) = M (газа) · D; где: M (соед.) - молярная масса соединения (г/моль), M (газа) - молярная масса газа (г/моль), D - относительная плотность (безразмерная величина).

Молярная масса воздуха = 29.

M (CxHy) = 29 г/моль · 2,69 = 78 (г/моль).

5. Так как соотношение атомов C и H в углеводороде 1 : 1, значит истинная формула — C₆H₆.

Проверяем молярную массу.

M (C₆H₆) = 6 · 12 + 6 = 78 (г/моль) - так же, как мы вычисляли исходя из плотности по воздуху.

ответ: C₆H₆.

Условие: при сгорании 0,9 г вещества выделилось 0,896 л CO₂; 1,26 г H₂O и 0,224 л N₂. Плотность по азоту = 1,607. Определить формулу.

Дано:

m (CxHyNz) = 0,9 г;

V (CO₂) = 0,896 л;

m (H₂O) = 1,26 г;

V (N₂) = 0,224 л;

D (по N₂) = 1,607.

Найти:

x, y, z (формулу) — ?

1. Найдём количества веществ углекислого газа, воды и азота. По формулам:

‣‎ n = V ÷ Vm; где: n - количество вещества (моль), V - объём (л), Vm - молярный объём газов, постоянная величина, равная 22,4 л/моль при н.у.

‣‎ n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса, значения берутся из таблицы Менделеева (г/моль).

n (CO₂) = V ÷ Vm = 0,896 л ÷ 22,4 л/моль = 0,04 (моль).

n (H₂O) = m ÷ M = 1,26 г ÷ 18 г/моль = 0,07 (моль).

n (N₂) = V ÷ Vm = 0,224 л ÷ 22,4 л/моль = 0,01 (моль).

2. Теперь нужно вычислить количество вещества каждого элемента в неизвестном соединении. Решаем далее по данному правилу:

n (C в CxHyNz) = n (CO₂) ⇒ 0,04 (моль).

n (H в CxHyNz) = 2n (H₂O) ⇒ 0,14 (моль).

n (N в CxHyNz) = 2n (N₂) ⇒ 0,02 (моль).

Водород и азот умножили на 2, так как в формуле воды и молекуле азота по 2 атома водорода / азота.

3. Так как количество вещества каждого элемента неизвестного соединения найдено, мы по вышенаписанной формуле (выражаем m) можем найти массу каждого элемента.

m (C в CxHyNz) =  n · M= 0,04 моль · 12 г/моль = 0,48 (г).

m (H в CxHyNz) = n · M = 0,14 моль · 1 г/моль = 0,14 (г).

m (N в CxHyNz) = n · M = 0,02 моль · 14 г/моль = 0,28 (г).

4. После того, как мы нашли массу каждого элемента в соединении, сложим массы и проверим, имеется ли в соединении кислород.

m (C + H + N в CxHyNz) = 0,48 г + 0,14 г + 0,28 г = 0,9 (г).

Масса получилась такая же, как дана в условии, а это значит, что кислорода в соединении нет. Решаем дальше.

5. Теперь соотнесём количество моль каждого элемента в соединении (то, что мы находили в первом действии), чтобы найти соотношения атомов и вывести простейшую формулу соединения.

C : H : N

0,04 : 0,14 : 0,02      | ÷ 2

2 : 7 : 1

Таким образом, простейшая формула — C₂H₇N.

Его молярная масса = 2 · 12 + 7 · 1 + 14 = 45 (г/моль).

6. Нам дана плотность соединения по азоту. Она нам дана для того, чтобы мы нашли истинную молярную массу соединения и уже через эту массу посмотрели, соответствует ли простейшая формула истинной. Находим молярную массу по формуле: M (соед.) = M (газа) · D; где: M (соед.) - молярная масса соединения (г/моль), M (газа) - молярная масса газа (г/моль), D - относительная плотность (безразмерная величина).

M (CxHyNz) = 28 г/моль · 1,607 = 45 (г/моль).

Мы видим, что найденная молярная масса соответствует той, которая была в простейшей формуле, а это значит, что в нашей задаче простейшая формула и есть истинная.

ответ: C₂H₇N.