Уточнение деталей вопроса

Алкан массой 8,6 г сожгли в избытке кислорода и выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида натрия. Установите формулу алкана, если при этом было получено 33,6 г кислой соли и 21,2 г средней соли.

Ответ на вопрос

Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы и знание химических реакций с горением алканов.

1. Напишем уравнение реакции горения алкана:

CₙH₂ₙ₊₂ + (3n + 1/2)O₂ → nCO₂ + (n + 1)H₂O

2. Рассчитаем количество кислорода, необходимого для полного сгорания алкана:

nO₂ = (8,6 г / M) * (3n + 1/2) / 32 г/моль, где M — молярная масса алкана.

nO₂ = (8,6 г / 114 г/моль) * (3n + 1/2) / 32 г/моль = 0,065n

3. Поскольку кислорода было избыток, то количество кислорода, использованного в реакции, равно:

nO₂ = 33,6 г / 64 г/моль + 21,2 г / 80 г/моль = 0,825 моль

4. Рассчитаем количество алкана, используемого в реакции:

nCₙH₂ₙ₊₂ = nO₂ / 0,065 = 12,7 моль

5. Рассчитаем молярную массу алкана:

M = 8,6 г / 12,7 моль = 0,678 г/моль

6. Рассчитаем количество углерода и водорода в молекуле алкана:

nC = 2n, nH = 2n + 2

7. Рассчитаем количество углерода и водорода, выделившихся в виде CO₂ и H₂O:

nCO₂ = nCₙH₂ₙ₊₂ = 2n, nH₂O = (n + 1) = 2n + 3

8. Рассчитаем массу кислой соли, образовавшейся в результате реакции:

m(HX) = 33,6 г

9. Рассчитаем количество натрия в кислой соли:

nNa = m(HX) / M(HX) = 33,6 г / (M(NaX) + M(HX)) = 0,4 моль

10. Рассчитаем количество кислоты в кислой соли:

nH = nNa

11. Рассчитаем массу кислоты:

m(H) = nH * M(HX) = 0,4 моль * (M(HX) — M(NaX)) = 10,4 г

12. Рассчитаем массу натрия:

m(Na) = nNa * M(NaX) = 0,4 моль * M(NaX) = 23,6 г

13. Рассчитаем массу средней соли:

m(NaX) = 21,2 г

14. Рассчитаем количество натрия в средней соли:

nNa = m(NaX) / M(NaX) = 0,5 моль

15. Рассчитаем количество кислоты в средней соли:

nH = nNa — 1 = 0,4 моль

16. Рассчитаем массу кислоты:

m(H) = nH * M(HX) = 0,4 моль * (M(HX) — M(NaX)) = 10,4 г

17. Рассчитаем массу алкана:

m(CₙH₂ₙ₊₂) = nCₙH₂ₙ₊₂ * M(CₙH₂ₙ₊₂) = 12,7 моль * 0,678 г/моль = 8,6 г

Таким образом, формула алкана C₅H₁₂.