Химия
8 класс
Вопрос
При сожжении 0,6 г некоторого органического вещества получили 0,88 г двуокиси углерода и 0,36 г воды. При реакции образца исследуемого соединения той же массы с металлическим натрием выделилось 112 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Исследуемое соединение подвергли каталитическому восстановлению водородом. При сожжении 1,24 г полученного после гидрирования вещества образовалось 1,76 г двуокиси углерода. При реакции такого же количества восстановленного вещества с металлическим натрием образовалось 448 мл водорода, измеренного при нормальных условиях.
Напишите химические уравнения перечисленных выше реакций, назовите исследуемое соединение.
Ответ
Определим процентный состав вещества по результатам сожжения
44 г CO2 - 12 г С, 18 г H2O - 2 г Н,
0,88 г CO2 - х г С, 0,36 г H2O - у г Н,
x = 0,24 г С; y = 0,04 г Н.
Масса кислорода в веществе 0,60−(0,24+0,04)=0,32 г.
Установим простейшую формулу соединения CxHyOz, где
x:y:z=0,2412:0,041:0,1616=1:2:1.
Простейшая формула вещества CH2O, однако вещество с такой формулой (формальдегид) не реагирует с натрием. Поэтому вещество должно иметь формулу (CH2О)n при n=2, т. е. C2H4O2; существует 3 изомера этого соединения:
CH3COOH, НО−CH2−CHО, НCOОCH3 (М=60).
Два первых из них реагируют с натрием, выделяя водород, причем в одинаковом количестве
CH3COOH+Na→CH3COONa+1/2H2,
HOCH2CHO+Na→NaOCH2CHO+1/2H2;
0,60 г вещества составляет 0,01 моля. 112 мл водорода соответствуют 0,005 моля H2, т. е. в состав молекулы вещества входит по одному активному атому водорода.
Восстановление вещества не изменяет числа атомов углерода в углеродном скелете первых двух изомеров.
1,76 г CO2 содержат 0,48 г углерода,
0,88 г CO2 - x г углерода,
x=0,24 г С.
Чтобы получить 0,88 г CO2, необходимо сжечь 0,62 г восстановленного соединения (0,01 моля при М=62). Из 0,62 г при реакции с металлическим натрием получается 224 мл H2, т. е. вдвое больше, чем из исходного. Это указывает на то, что в молекуле вещества появился второй активный атом водорода, а изменение молекулярной массы на 2 единицы свидетельствует о том, что к молекуле вещества присоединилась одна молекула водорода.
Восстановление уксусной кислоты привело бы к образованию этилового спирта с тем же числом атомов активного водорода. Отсюда следует, что исследуемое вещество было не уксусной кислотой, а гликолезым альдегидом, который при восстановлении превратился в этиленгликоль
HO−CH2−O||C|H+H2→NiHO−CH2−CH2−OH