Для решения задачи начнем с расшифровки цепочки превращений и анализа строения янтарной кислоты при заданном значении pH.
Шаг 1: Расшифровка цепочки превращений
1.
x3 \xrightarrow{1 \text { моль } KOH} \text { янтарная кислота }:
- Это превращение подразумевает, что вещество
x3 является предшественником янтарной кислоты (например, малоновая кислота или другое соединение, которое может быть нейтрализовано KOH для получения янтарной кислоты).
2.
\text { ...:
- Янтарная кислота (составная формула C6O{1}. Это может быть фумаровая кислота или другое производное.
- {2} O, H} :
- В этом превращении {2}, возможно, малоновой кислоты или другого производного.
Янтарная кислота (или бутандиовая кислота) имеет два карбоксильных (-COOH) группы. При pH 7, который выше обоих значений pK (4,21 и 5,63), обе карбоксильные группы будут ионизированы:
- При pK 1 = 4,21: первая карбоксильная группа ионизируется, образуя COO^-.
- При pK 2 = 5,63: вторая карбоксильная группа также ионизируется, образуя еще одну COO^-.
Таким образом, при pH = 7 янтарная кислота будет существовать в виде двух анионов:
Структура: HOOC-CH2-COO^-
При pH = 7:
- Обе карбоксильные группы ионизированы, каждая из которых имеет заряд -1.
- Таким образом, суммарный заряд молекулы будет:
Суммарный заряд = -1 + (-1) = -2
При pH = 7 молекула янтарной кислоты имеет суммарный заряд -2.