Молекулярная масса углеводорода

 Теория:

Молекулярная масса углеводорода это масса одной молекулы, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.).

Поэтому она рассчитывается как сумма атомных масс входящих в ее состав элементов.

Молекулярную массу любого элемента можно найти в таблице химических элементов Менделеева.

В данном случае:

Водород (Н): ≈ 1.01 а.е.м., и углерод (C) ≈ 12.01 а.е.м.

Как определить молекулярную массу углеводорода

Чтобы определить молекулярную массу конкретного углеводорода, необходимо знать его молекулярную формулу.

Для этого нужно рассчитать молекулярную массу углеводорода:

Определите молекулярную формулу (например, C₂H₆ для этана).

Найдите атомную массу каждого элемента:

1. Углерод (C) ≈ 12.01 а.е.м.
2. Водород (H) ≈ 1.01 а.е.м.

Умножьте атомную массу каждого элемента на количество его атомов в формуле.

Для этана (C₂H₆) : (2 × 12.01 а.е.м.) для углерода и (6 × 1.01 а.е.м.) для водорода.

Сложите полученные значения, чтобы получить молекулярную массу.

Для этана (C₂H₆): 24.02 а.е.м. + 6.06 а.е.м. = 30.08 а.е.м.

Таким образом, молекулярная масса углеводорода специфична для этой конкретной молекулы и зависит от количества содержащихся в ней атомов углерода и водорода.

Нельзя указать единую молекулярную массу для всех углеводородов.

От чего зависит молекулярная масса углерода

Молекулярная масса углеводорода зависит от его конкретной молекулярной формулы, которая, в свою очередь, определяется количеством атомов углерода и водорода в молекуле.

Углеводороды — это органические соединения, состоящие исключительно из атомов углерода (C) и водорода (H).

Не существует единой «молекулярной массы углеводорода«, поскольку они существуют в огромном разнообразии форм, включая:

1. Алканы: Насыщенные углеводороды с общей формулой C_nH_{2n + 2}, где (n ≥ 1)
2. Алкены: Ненасыщенные углеводороды, содержащие хотя бы одну двойную углерод-углеродную связь, с общей формулой C_nH_2n где n ≥ 2.
3. Алкины: Ненасыщенные углеводороды, содержащие хотя бы одну тройную углерод-углеродную связь, с общей формулой C_nH_2n-2, где n ≥ 2.
4. Циклоалканы: Насыщенные углеводороды, содержащие одно или несколько колец, с общей формулой C_nH_2n, где n≥3.
5. Ароматические углеводороды (Арены): Содержат хотя бы одно ароматическое кольцо (обычно бензольное кольцо), и их формулы зависят от конкретной молекулы C_nH_2n–6 где n ≥ 6.

Пример решения задачи:

При сгорании 11,2 г. углеводорода получили оксид углерода массой 35,2 г и воду массой 14,4 г. относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 1,93. выведите молекулярную формулу.

Эту задачу можно решить в шесть стадий.

1. Определение количества вещества (молей) оксида углерода (CO₂) и воды (H₂O):

1. Молярная масса CO₂ (M(CO₂)) = 12 (C) + 2 х 16 (O) = 44 г/моль Количество вещества CO₂ (n(CO₂)) = масса CO₂ / M(CO₂) = 35,2 г / 44 г/моль = 0,8 моль.

2. Молярная масса H₂O (M(H₂O)) = 2 х 1 (H) + 16 (O) = 18 г/моль Количество вещества H₂O (n(H₂O)) = масса H₂O / M(H₂O) = 14,4 г / 18 г/моль = 0,8 моль.

2. Определение количества атомов углерода и водорода в углеводороде:

1. Каждая молекула CO₂ содержит 1 атом углерода, поэтому количество атомов углерода в углеводороде равно количеству молекул CO₂ (в молях): n(C) = n(CO₂) = 0,8 моль.

2. Каждая молекула H₂O содержит 2 атома водорода, поэтому количество атомов водорода в углеводороде равно удвоенному количеству молекул H₂O (в молях): n(H) = 2 х n(H₂O) = 2 х 0,8 моль = 1,6 моль.

3. Определение молярной массы углеводорода на основе его массы и количества вещества:

1. Масса углеводорода (m(C_xH_y)) = 11,2 г
2. Чтобы найти количество вещества углеводорода (n(C_xH_y)), нам сначала нужно определить его молярную массу. Мы можем использовать относительную плотность по воздуху.

4. Определение молярной массы углеводорода по относительной плотности по воздуху:

1. Средняя молярная масса воздуха (M(воздуха)) ≈ 29 г/моль
2. Относительная плотность углеводорода по воздуху (D(воздуха)) = M(C_xH_y) / M(воздуха)
3. Молярная масса углеводорода (M(C_xH_y)) = D(воздуха) х M(воздуха) = 1,93 х 29 г/моль = 55,97 г/моль. Округлим до целого числа: M(C_xH_y) ≈ 56 г/моль.

5. Определение количества вещества углеводорода:

1. n(C_xH_y) = m(C_xH_y) / M(C_xH_y) = 11,2 г / 56 г/моль = 0,2 моль.
2. Определение индексов x и y в молекулярной формуле C_xH_y:

1. Соотношение количества атомов углерода к количеству вещества углеводорода: x = n(C) / n(C_xH_y) = 0,8 моль / 0,2 моль = 4

2. Соотношение количества атомов водорода к количеству вещества углеводорода: y = n(H) / n(C_xH_y) = 1,6 моль / 0,2 моль = 8

Проверка:

Молярная масса = (4 х 12) + (8 х 1) = 48 + 8 = 56 г/моль, что совпадает с молярной массой, рассчитанной по относительной плотности.

Ответ: Молекулярная формула углеводорода — C₄H₈ (бутен или циклобутан, но исходя из соотношения C : H, скорее всего, бутен).

Однако, учитывая, что это продукт сгорания, и мы вывели соотношение атомов, эмпирическая формула C₄H₈ соответствует бутену или циклобутану.

Для однозначного определения структуры потребовались бы дополнительные данные.

Часто задаваемые вопросы