Stosunek molowy alkanu A do alkanu B w ich mieszaninie wynosi 5:1, a stosunek masowy węgla do wodoru w tej mieszaninie wynosi 57:11. Alkan A ma o dwa atomy węgla więcej niż alkan B. Wykonując odpowiednie obliczenia ustal wzory sumaryczne alkanu A i alkanu B. Podaj nazwy ich nazwy systematyczne wiedząc że ich łańcuchy są nierogałęzione.
Odpowiedź:
Wyjaśnienie:
Możemy rozwiązać ten problem poprzez zastosowanie równań związanych z proporcjami molowymi i masowymi, a także wiedząc, że alkan A ma o dwa atomy węgla więcej niż alkan B.
Stosunek molowy A do B wynosi 5:1, co oznacza, że w 6 jednostkach molowych mieszaniny (5 jednostek molowych A i 1 jednostka molowa B) jest 5x składników A i 1x składnik B. Stosunek masowy węgla do wodoru wynosi 57:11, co oznacza, że w 68 jednostkach masy mieszaniny (57 jednostek masy węgla i 11 jednostek masy wodoru) jest 57/12x składników węgla i 11/1x składników wodoru.
Możemy teraz wyznaczyć stosunek molowy węgla do wodoru w alkanie A i alkanie B:
Stosunek molowy węgla do wodoru w alkanie A = (liczba atomów węgla w A) / (liczba atomów wodoru w A)
Stosunek molowy węgla do wodoru w alkanie B = (liczba atomów węgla w B) / (liczba atomów wodoru w B)
Oznaczając liczbę atomów węgla w alkanie B jako n, otrzymujemy liczbę atomów węgla w alkanie A jako n+2. Stosunek molowy A do B wynosi 5:1, co oznacza, że liczba atomów A jest pięciokrotnie większa niż liczba atomów B, zatem:
5(n+2) / n = 57/11
Rozwiązując równanie, otrzymujemy n=8, co oznacza, że alkan B ma 8 atomów węgla, a alkan A ma 10 atomów węgla.
Teraz możemy ustalić wzory sumaryczne alkanów A i B, które mają nierozgałęzione łańcuchy. Wzory sumaryczne dla alkanów z nierozgałęzionymi łańcuchami mają postać CnH2n+2. Zatem alkan B ma wzór sumaryczny C8H18, a alkan A ma wzór sumaryczny C10H22.
Nazwy systematyczne dla alkanu B to oktanan, a dla alkanu A to dekan.