Условие:
При сгорании 33,6 г вещества А, выделилось 52,8 г углекислого газа, 21,2 г карбоната натрия и 10,8 г воды. Вещество А образуется при взаимодействии вещества Б с избытком простого вещества. Известно, что в молекуле вещества Б функциональные группы максимально удалены друг от друга и оно вступает в реакцию с раствором гидроксида калия в молярном соотношении 1 : 1.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение:
Для решения задачи, давайте начнем с первого пункта.
1. Вычисления и установление молекулярной формулы вещества А
Сначала определим количество углерода, водорода и кислорода в образовавшихся продуктах реакции.
Углекислый газ (CO₂):
- Масса CO₂ = 52,8 г
- Молярная масса CO₂ = 12 (C) + 2 × 16 (O) = 44 г/моль
- Количество молей CO₂ = 52,8 г / 44 г/моль = 1,2 моль
- Количество углерода (C) в CO₂ = 1,2 моль (так как в 1 моль CO₂ 1 моль углерода)
Карбонат натрия...: - Масса Na₂CO₃ = 21,2 г - Молярная масса Na₂CO₃ = 2 × 23 (Na) + 12 (C) + 3 × 16 (O) = 106 г/моль - Количество молей Na₂CO₃ = 21,2 г / 106 г/моль = 0,2 моль - Количество углерода (C) в Na₂CO₃ = 0,2 моль : - Масса H₂O = 10,8 г - Молярная масса H₂O = 2 × 1 (H) + 16 (O) = 18 г/моль - Количество молей H₂O = 10,8 г / 18 г/моль = 0,6 моль - Количество водорода (H) в H₂O = 0,6 моль × 2 = 1,2 моль Теперь подведем итоги по количеству атомов: - Углерод (C): 1,2 моль (из CO₂) + 0,2 моль (из Na₂CO₃) = 1,4 моль - Водород (H): 1,2 моль (из H₂O) - Кислород (O): 1,2 моль (из CO₂) + 0,6 моль (из Na₂CO₃) + 0,6 моль (из H₂O) = 2,4 моль Теперь найдем соотношение атомов в веществе А: - C: 1,4 моль - H: 1,2 моль - O: 2,4 моль Чтобы получить целые числа, умножим все на 5: - C: 7 - H: 6 - O: 12 Таким образом, молекулярная формула вещества А: . С учетом того, что вещество А образуется из вещества Б и содержит функциональные группы, можно предположить, что это может быть сложный эфир или спирт. Например, можно представить, что это может быть глицерин (C₃H₈O₃) с добавлением дополнительных функциональных групп. Структурная формула может выглядеть следующим образом: Пусть вещество Б — это пропиленгликоль (C₃H₈O₂). Реакция с избытком простого вещества (например, кислорода) может быть представлена следующим образом: Таким образом, мы получили уравнение реакции, где вещество А образуется из вещества Б с выделением воды. 1. Молекулярная формула вещества А: . 2. Возможная структурная формула вещества А: сложный эфир или спирт. 3. Уравнение реакции: .
