Химия
8 класс
Вопрос
В стальной сосуд емкостью $2500 см^3$ поместили 1,48 г алифатической монокарбоновой кислоты. Затем туда ввели $2000 см^3$ кислорода, измеренного при нормальных условиях. После поджигания кислота полностью сгорела. После реакции давление внутри сосуда при температуре $200^{\circ} С$ составило 1644 мм рт. ст.
а. Напишите уравнение реакции сгорания.
б. Установите название кислоты и напишите формулы ее возможных изомеров. (При вычислениях пренебречь объемом взятой кислоты.)
Ответ
Сгорание алифатической карбоновой кислоты происходит по уравнению
$C_nH_2nO_2 + (1,5n - 1)O_2 - nCO_2 + nH_2O$.
При $200^{\circ} С$ все продукты сгорания находятся в газообразном состоянии
$V_0 = \frac{pVT_0}{p_0T} = \frac{1644 \cdot 2500 \cdot 273}{760 \cdot 473} = 3120 см^3$.
Изменение объема в пересчете на нормальные условия составило
$3120 - 2000 = 1120 \: см^3 = 1,12$ л.
По уравнению реакции 1 моль кислоты реагирует с $(1,5n - 1)$ моля $O_2$, образуя $2n$ молей газообразных продуктов.
$\Delta V = 2n - [1 + (1,5n - 1)] = 0,5n$.
1 моль ($14n + 32$) г дает изменение объема $22,4 \cdot 0,5n$ л,
7,4 г - 1,12 л,
$(14n + 32) \cdot 1,12 = 7,4 \cdot 0,5 n \cdot 22,4$,
$14n + 32 = 7,4 \cdot 0,5n \cdot 20$,
$14n = 42, n = 3$.
Исходная кислота содержала 3 атома углерода $C_3H_6O_2$, т. е. представляла собой этанкарбоновую (пропановую, пропионовую) кислоту $C_2H_5 - COOH$. Ее изомерами будут сложные «эфиры $HCOOC_2H_5$ и $CH_3COOCH_3$, а также оксикар-боннльные или циклические соединения, например