Определение структурной формулы алкана по отношению масс, участвующих в химической реакции веществ

Достаточно часто встречаются задачи, в которых указано отношение масс, участвующих в химической реакции веществ. Эти данные позволяют определить молярную массу искомого вещества и при известной общей формуле выявить истинную формулу.
Рассмотрим пример решения такой задачи.
Задача 99
Масса дихлорпроизводного, полученного в результате реакции хлорирования алкана, в 2,568 раза больше, чем масса исходного алкана. Определите структурную формулу исходного вещества.
Дано: отношение массы дихлорпроизводного к массе исходного алкана:

Найти: структурную формулу алкана.
Решение:

Шаг 1. В состав алканов входит углерод и водород. Общая формула алканов С_nН_2n+2.

Шаг 2. Реакция галогенирования алкана является реакцией замещения водорода галогеном:

С_nН_2n+2 + 2С1₂ « СnН₂n С1₂ + 2НС1

Шаги 3,4. Соотношение элементов и простейшая формула легко определяется по общей формуле, но это не позволяет определить истинную формулу.

Шаг 5. По уравнению реакции определим отношение массы дихлорпроизводного к массе исходного алкана.

Запишем отношение массы дихлорпроизводного к массе исходного алкана по данным расчета по уравнению:

Приравниваем полученное отношение к значению из условия:

Получили уравнение с одним неизвестным. Его решение дает n = 3. Подставляем значение «y» в общую формулу алканов и получаем истинную молекулярную формулу исходного вещества: С₃Н₈.

Шаг 6. Установление структурной формулы.

Составу С₃Н₈ отвечает единственное вещество — пропан. Его структурная формула: 

СН₃–СН₂–СН₃3.

 Ответ: СН₃–СН₂–СН₃.