С 3 Массовая доля углерода в углеводороде составляет 84,21%, массовая доля водорода 15,79%. Относительная плотность углеводорода по воздуху равна 3,93. Выведите его молекулярную формулу.

Решение:

1. Найдём относительную атомную массу углерода и водорода:
• \( Ar(C) = 12 \)
• \( Ar(H) = 1 \)
2. Определим соотношение атомов углерода и водорода в простейшей формуле:
• \( N(C) : N(H) = \frac{84.21}{12} : \frac{15.79}{1} \approx 7.0175 : 15.79 \)
• Разделим на наименьшее значение (7.0175): \( \frac{7.0175}{7.0175} : \frac{15.79}{7.0175} \approx 1 : 2.25 \)
• Умножим на 4, чтобы получить целые числа: \( 1 \cdot 4 : 2.25 \cdot 4 = 4 : 9 \)
• Простейшая формула: \( C_4H_9 \).
3. Найдём молярную массу простейшей формулы:
• \( Mr(C_4H_9) = 4 \cdot 12 + 9 \cdot 1 = 48 + 9 = 57 \) г/моль.
4. Найдём молярную массу углеводорода по относительной плотности:
• Молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль.
• \( M = D_{воздуха} \cdot M_{воздуха} = 3.93 \cdot 29 \approx 113.97 \) г/моль.
5. Определим коэффициент 'k', показывающий, во сколько раз молекулярная масса больше молярной массы простейшей формулы:
• \( k = \frac{M}{Mr(C_4H_9)} = \frac{113.97}{57} \approx 1.999 \approx 2 \)
6. Выведем молекулярную формулу:
• Молекулярная формула = (Простейшая формула)_k
• \( (C_4H_9)_2 = C_8H_{18} \)

Ответ: Молекулярная формула углеводорода — \( C_8H_{18} \).