برای حل این مسئله، ابتدا باید از اطلاعات داده شده استفاده کنیم تا فرمول مولکولی هیدروکربن را با استوکیومتری تعیین کنیم:
### اطلاعات مسئله:
- جرم هیدروکربن: 180 گرم
- جرم کربن دیاکسید تولید شده: 440 گرم
- جرم آب تولید شده: 180 گرم
### مراحل محاسبه:
1. محاسبه تعداد مولهای کربن دیاکسید (CO₂):
- جرم مولی CO₂ = 44 گرم/مول
- تعداد مولهای CO₂:
440 g44 g/mol=10 mol
بنابراین، 10 مول CO₂ به معنای 10 مول کربن در هیدروکربن است.
2. محاسبه تعداد مولهای آب (H₂O):
- جرم مولی H₂O = 18 گرم/مول
- تعداد مولهای H₂O:
180 g18 g/mol=10 mol
بنابراین، 10 مول آب به معنای 20 مول هیدروژن در هیدروکربن است (چون در هر مول آب 2 اتم هیدروژن وجود دارد).
3. محاسبه جرم کل کربن و هیدروژن:
- جرم کربن (C) از 10 مول کربن:
10 mol×12 g/mol=120 g
- جرم هیدروژن (H) از 20 مول هیدروژن:
20 mol×1 g/mol=20 g
4. محاسبه جرم اکسیژن:
از آنجا که جرم کل هیدروکربن 180 گرم است:
180 g−(120 g C+20 g H)=40 g O
5. تعیین فرمول مولکولی هیدروکربن:
از آنجایی که این هیدروکربن فقط شامل کربن و هیدروژن است، بدون اکسیژن، فرمول آن باید فقط کربن و هیدروژن را شامل شود.
با توجه به اینکه هیدروکربن به صورت \(C_xH_y\) است، تعداد مولهای کربن و هیدروژن را به دست آوردیم:
- 10 مول کربن (\(C_{10}\))
- 20 مول هیدروژن (\(H_{20}\))
بنابراین، فرمول مولکولی هیدروکربن:
C10H20