3. Органическое соединение, в котором массовая доля углерода равна 68,2, кислорода равна 18,2%, водорода равна 13,6%. Относительная плотность паров по воздуху равна 3,04. Определите молекулярную формулу вещества.

3. Определение молекулярной формулы вещества

Дано:

• Массовая доля углерода (C): 68,2%
• Массовая доля кислорода (O): 18,2%
• Массовая доля водорода (H): 13,6%
• Относительная плотность паров по воздуху (D_{воздуха}): 3,04

Найти: Молекулярную формулу вещества.

Решение:

1. Найдём молярную массу вещества:
   Молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль.
   \( M = D_{\text{воздуха}} \times M_{\text{воздуха}} = 3.04 \times 29 \approx 88 \text{ г/моль} \)
2. Предположим, что масса соединения равна 100 г. Тогда:
   Масса углерода \( m(C) = 0.682 \times 100 \text{ г} = 68.2 \text{ г} \)
   Масса кислорода \( m(O) = 0.182 \times 100 \text{ г} = 18.2 \text{ г} \)
   Масса водорода \( m(H) = 0.136 \times 100 \text{ г} = 13.6 \text{ г} \>
3. Найдём количество вещества (моли) каждого элемента:
   \( \nu(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{68.2}{12} \approx 5.68 \text{ моль} \)
   \( \nu(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{18.2}{16} \approx 1.14 \text{ моль} \)
   \( \nu(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{13.6}{1} \approx 13.6 \text{ моль} \)
4. Определим соотношение атомов, разделив количество вещества на наименьшее из полученных значений (1.14):
   \( C: \frac{5.68}{1.14} \approx 5 \)
   \( O: \frac{1.14}{1.14} = 1 \)
   \( H: \frac{13.6}{1.14} \approx 11.9 \approx 12 \)
5. Простейшая формула вещества — C₅H₁₂O.
6. Проверим, совпадает ли молярная масса простейшей формулы с найденной молярной массой вещества:
   \( M(\text{C}_5\text{H}_{12}\text{O}) = 5 \times 12 + 12 \times 1 + 16 = 60 + 12 + 16 = 88 \text{ г/моль} \)
7. Молярная масса простейшей формулы совпадает с молярной массой вещества.

Ответ: Молекулярная формула вещества — C₅H₁₂O.