Химия
8 класс
Вопрос
В популярной литературе часто ошибочно утверждается, что пищевая добавка E∗∗∗ способна вызывать рак. В действительности E∗∗∗ содержится во многих натуральных фруктах и ягодах и не обладает выраженной токсичностью. Получение E∗∗∗ из ладана впервые описано Нострадамусом в середине 16-го века. Определите строение вещества E∗∗∗, если известно, что оно не обесцвечивает бромную воду и не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, а при полном сгорании его навески массой в 1,000 г образуется только углекислый газ (1,285 л при н.у.) и вода (0,4426 г). Какое действительно токсичное вещество можно получить при нагревании E∗∗∗ выше 500∘С?
Ответ
Вначале определим соотношение количества атомов углерода и водорода в веществе E∗∗∗: (1,285л22,4л/моль):2(0,4426г18г/моль)=0,05737:0,04918=7:6 (наименьшие целые числа). Теперь проверим не содержало ли вещество E∗∗∗, кроме углерода и водорода, еще и кислород (других элементов E∗∗∗ не содержит, поскольку продуктами сгорания являются только CO2 и H2O). Для этого вычислим суммарную массу углерода и водорода, входящих в E∗∗∗:(1,285л22,4л/моль)⋅12г/моль+2(0,4426г18г/моль)⋅1г/моль=0,7376г. Значит образом, E∗∗∗ содержит: 1,000г - 0,7376г = 0,2624г кислорода. Определим соотношение количества атомов углерода и кислорода в: (1,285л22,4л/моль):(0,2624г16г/моль)=0,05737:0,01640=7:2. Таким образом, состав вещества E∗∗∗−C7H6O2.
Обратим внимание, что это вещество содержит очень мало атомов водорода на 7 атомов углерода, т.е. является производным ненасыщенного углеводорода - алкена, алкина или ароматического соединения. Однако, бромную воду E∗∗∗ не обесцвечивает, и следовательно является производным бензола. Вычитая из состава C7H6O2 формулу фенильного фрагмента C6H5, получаем CHO2, т.е. карбоксильную группу. Таким образом, E∗∗∗ - бензойная кислота C6H5COOH, при нагревании которой происходит декарбоксилирование и образуется токсичный бензол C6H6. Другие варианты строения E∗∗∗ (например, гидрокси-бензальдегид) не соответствуют условиям задачи, поскольку дают реакции с бромной водой и аммиачным раствором оксида серебра.