Химия

8 класс
Вопрос
Массовая доля кислорода в составе сложного эфира, образованного предельным одноатомным спиртом и предельной одноосновной карбоновой кислотой, равна 43,2 %. При взаимодействии 4,6 г спирта, входящего в состав эфира, с избытком натрия образуется 1,12 л (н.у.) Н2. Определите формулу кислоты, входящей в состав эфира.
Ответ


Рассчитываем количество водорода:

$\nu (H_{2}) = \frac{m(H_{2})}{M(H_{2})}$;
$\nu (H_{2}) = \frac{1,12}{22,4} = 0,05 моль$.

Поскольку спирт с натрием реагирует по уравнению

$2C_{n}H_{2n+1}OH + 2Na \rightarrow 2C_{n} H_{2n + 1}ONa + H_{2}$,

выражаем его количество:

$\nu (C_{n}H_{2n+1}OH) = \frac{m(C_{n}H_{2n+1}OH)}{M(C_{n}H_{2n+1}OH)}$;
$\nu (C_{n}H_{2n+1}OH) = \frac{4,6}{M(C_{n}H_{2n+1}OH)}$.

Согласно уравнению реакции

$\nu (C_{n}H_{2n+1}OH) = 2 \nu (H_{2})$.

Переписываем уравнение, подставив значения количеств веществ спирта и водорода:

$\frac{4,6}{M(C_{n}H_{2n+1}OH)} = 2 \cdot 0,05$.

Решаем уравнение:

$M(C_{n}H_{2n+1}OH) = 46 г/моль$.

С учетом того, что

$M(C_{n}H_{2n+1}OH) = nM(C) + (2n+1)M(H) + M(OH)$,

рассчитываем $n$:

$46 = 12n + 2n + 1 + 17; n = 2$.

Следовательно, формула спирта - $C_{2}H_{5}OH$.
Формула эфира в общем виде будет выглядеть так:

$C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5}$.

Выбираем образец эфира массой 100 г. Вычисляем массу кислорода в составе образца:

$m(O) = \frac{ \omega (O) \cdot m(образца)}{100 \text{ %}}$;
$m(O) = \frac{43,2 \cdot 100}{100} = 43,2 г$.

Находим количество кислорода:

$\nu (O) = \frac{m(O)}{М(O)}; \nu (O) = \frac{43,2}{16} = 2,7 моль$.

Выражаем количество эфира:

$\nu (C_{n}H_{2n + 1} - COOC_{2}H_{5}) = \frac{ m(C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5})}{M(C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5})}$;
$\nu (C_{n}H_{2n + 1} - COOC_{2}H_{5}) = \frac{100}{M(C_{n}H_{2n + 1} - COOC_{2}H_{5})}$.

Из формулы эфира

$C_{n}H_{2n + 1} - COOC_{2}H_{5}$

следует, что

$\nu (C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5}) = 0,5 \nu (O)$.

В уравнение подставляем значения количеств эфира и кислорода:

$\frac{10)}{M(C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5})} = 0,5 \cdot 2,7$.

Решаем уравнение:

$M(C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5}) = 74 г/моль$.

С учетом того, что

$M(C_{n}H_{2n+1} - COOC_{2}H_{5}) = nM(C) + (2n + 1)M(H) + M(COOC_{2}H_{5})$,

рассчитываем $n$:

$74 = 12n + 2n + 1 + 73; n = 0$.

Тогда формула кислоты имеет вид - $HCOOH$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме