Для определения молекулярной формулы углеводорода, воспользуемся данными о массовых долях элементов и относительной плотности.

Определим состав углеводорода. Известно, что:

Массовая доля углерода $C$ = 82,75%Массовая доля водорода $H$ = 17,25%

Найдем количество моль каждого элемента. Для этого используем молекулярные массы:

Молярная масса углерода $C$ = 12 г/мольМолярная масса водорода $H$ = 1 г/моль

Поделим массу каждого элемента на его молярную массу, чтобы найти отношение:

$$\text{моль C}=\frac{82,75\text{г}}{12\text{г/моль}}\approx 6,90\text{моль}$$ $$\text{моль H}=\frac{17,25\text{г}}{1\text{г/моль}}=17,25\text{моль}$$

Найдём молярное соотношение:
Для приведения к целым числам, найдем наименьшее значение для деления:

$$\frac{6,90}{6,90}\approx 1(\text{C})$$ $$\frac{17,25}{6,90}\approx 2,5(\text{H})$$

Приведем к целым числам. Умножим все соотношения на 2, чтобы избавиться от дроби:

$$C:H\approx 2:5$$

Это указывает на формулу $C_2{H}_5$.

Определение молекулярной формулы. Теперь найдём молекулярную массу этого углеводорода:

$${\text{Молярная масса C}}_2{\text{H}}_5=(2\times 12)+(5\times 1)=24+5=29\text{г/моль}$$

Используем относительную плотность по водороду. Относительная плотность углеводорода по водороду равна 29. Это говорит о том, что молекулярная масса углеводорода в 29 раз больше молекулярной массы водорода $гдеH=2г/моль$:

$$\text{Молярная масса}=29\times 2=58\text{г/моль}$$

Теперь для соотношения. Так как рассчитываемая молярная масса $C_2{H}_5$ равна 29 г/моль, а фактическая составляет 58 г/моль, мы имеем:

$$C:H=2:5\Rightarrow \text{Увеличиваем на 2}(C_2{H}_5)\times 2=C<em>4H</em>10$$

Таким образом, молекулярная формула углеводорода — $C<em>4H</em>10$ $бутан$.