10. Алкан сожгли в избытке кислорода и продукты реакции пропустили через избыток раствора NaOH массой 99,2 г. В результате масса раствора стала равной 100 г, а массовая доля карбоната натрия в растворе составила 1,06 %. Определите формулу алкана.

Пошаговое решение:

• Шаг 1: Определим массу карбоната натрия в растворе:
  \[m(Na_2CO_3) = m(р-ра) \cdot \omega(Na_2CO_3) = 100 \cdot 0.0106 = 1.06 \ г\]
• Шаг 2: Определим количество вещества карбоната натрия:
  \[n(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{M(Na_2CO_3)} = \frac{1.06}{106} = 0.01 \ моль\]
• Шаг 3: Так как весь углерод из алкана перешел в карбонат натрия, то количество вещества углерода в алкане равно количеству вещества карбоната натрия:
  \[n(C) = n(Na_2CO_3) = 0.01 \ моль\]
• Шаг 4: Определим массу CO2, поглощенного раствором NaOH:
  \[m(CO_2) = m(р-ра \ после) - m(р-ра \ до) = 100 - 99.2 = 0.8 \ г\]
• Шаг 5: Найдем количество вещества CO2:
  \[n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{0.8}{44} = 0.01818 \ моль\]
• Шаг 6: Определим количество вещества воды (H2O). Масса воды образовалась в результате реакции горения алкана:
  \[m(H_2O) = 99.2 - 100 + 0.8 + 1.06 = 0.06 \ г\]
• Шаг 7: Определим количество вещества воды:
  \[n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{0.06}{18} = 0.0033 \ моль\]
• Шаг 8: Определим отношение количества вещества углерода к количеству вещества водорода:
  \[\frac{n(C)}{n(H)} = \frac{0.01818}{0.0033} = 5.51\]
  Учитывая, что в алкане количество атомов водорода должно быть четным, умножим полученное соотношение на 2:
  \[C_{11}H_{6.6}\]
  Умножим на 3:
  \[C_{33}H_{20}\]
  Это не соответствует общей формуле алкана CnH2n+2. Есть ошибка в расчетах. Вернемся к исходным данным.
• Шаг 9: Масса раствора увеличилась на массу CO2 и уменьшилась на массу воды:
  \[m(CO_2) - m(H_2O) = 100 - 99.2 \Rightarrow m(CO_2) - m(H_2O) = 0.8 \ г\]
  \[m(Na_2CO_3) = 1.06 \ г\]
  \[n(Na_2CO_3) = \frac{1.06}{106} = 0.01 \ моль\]
  \[n(CO_2) = 0.01 \ моль\]
  \[m(C) = 0.01 \cdot 12 = 0.12 \ г\]
  \[m(H_2O) = 0.01 \cdot 18 = 0.18 \ г\]
  \[n(H_2O) = 0.01 \ моль\]
  \[m(H) = 0.02 \cdot 1 = 0.02 \ г\]
• Шаг 10: Составим пропорцию для определения молярной массы алкана:
  \[\frac{12}{0.12} = \frac{x}{0.8} \Rightarrow x = \frac{12 \cdot 0.8}{0.12} = 80 \ г/моль\]
  Молярная масса алкана равна 80 г/моль.
• Шаг 11: Найдем количество атомов углерода в алкане:
  \[C_nH_{2n+2} \Rightarrow 12n + 2n + 2 = 80 \Rightarrow 14n = 78 \Rightarrow n = 5.57\]
  Число не целое. Это значит, что не все продукты реакции поглотились раствором.

Ответ: Невозможно определить формулу алкана по имеющимся данным.