Условие:
Вещество А содержит 90,57% углерода и 9,43% водорода по массе. Известно, что вещество А обладает симметричным строением и при жестком окислении может образовывать дикарбоновую кислоту.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения 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 вещества А с сернокислым раствором дихромата калия (используйте структурные формулы органических веществ).
Решение:
Для решения задачи о веществе А, следуем шаг за шагом.
Шаг 1: Определение молекулярной формулы вещества А
1. Определим количество атомов углерода ...: - Углерод (C): 90,57 г - Водород (H): 9,43 г 2. : - Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль - Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль \[ n(C) = \frac{90,57 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 7,5475 \, \text{моль} \] \[ n(H) = \frac{9,43 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 9,43 \, \text{моль} \] 3. : - Делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей: \[ \frac{n(C)}{n(C)} = \frac{7,5475}{7,5475} = 1 \] \[ \frac{n(H)}{n(C)} = \frac{9,43}{7,5475} \approx 1,25 \] Это соотношение можно привести к целым числам, умножив на 4: - Углерод: \( 1 \times 4 = 4 \) - Водород: \( 1,25 \times 4 = 5 \) Таким образом, получаем эмпирическую формулу: \( C5 \). 4. : - Вещество А обладает симметричным строением и может образовывать дикарбоновую кислоту. Это указывает на то, что молекулярная формула может быть \( C{2n} \). Проверим, подходит ли \( C6 \) (так как для дикарбоновых кислот количество водорода должно быть \( 2n \)): - Если \( n = 4 \), то \( H = 2 \times 4 = 8 \). Это не соответствует. - Проверим \( C6 \): \( C6 \) соответствует. Таким образом, молекулярная формула вещества А: . С учетом того, что вещество А может образовывать дикарбоновую кислоту, можно предположить, что оно является алкеном или циклоалканом. Возможная структурная формула: - Структурная формула: \[ CH2-COOH \] (бутеновая кислота). При окислении дихроматом калия (K2Cr2O7) в кислой среде вещество А (бутеновая кислота) будет окисляться до дикарбоновой кислоты (например, малоновой кислоты): \[ C6 + K2O2SO3H4 + Cr4)2SO2O \] Таким образом, у нас есть полное решение задачи.
