Задание №33 — Типы расчётных задач
Соль органической кислоты содержит 25,62% углерода, 2,85% водорода, 22,78% кислорода и 48,75% бария по массе. Известно, что при нагревании этой соли образуется карбонильное соединение.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу соли органической кислоты;
2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании этой соли (используйте структурную формулу органического вещества).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1) Вычисления и молекулярная формула соли.
Возьмём 100 г соли; массы элементов численно равны массовым долям:
n(C) = 25,62 г / 12 г/моль = 2,135 моль; n(H) = 2,85 г / 1 г/моль = 2,85 моль; n(O) = 22,78 г / 16 г/моль = 1,424 моль; n(Ba) = 48,75 г / 137 г/моль = 0,356 моль.
Делим на наименьшее (0,356 моль):
n(C) : n(H) : n(O) : n(Ba) = 6,00 : 8,01 : 4,00 : 1. Простейшая формула C6H8O4Ba, M = 281 г/моль.
Проверка: w(C) = 72 / 281 = 0,2562 (25,62 %); w(H) = 8 / 281 = 0,0285 (2,85 %); w(O) = 64 / 281 = 0,2278 (22,78 %); w(Ba) = 137 / 281 = 0,4875 (48,75 %) — совпадает.
На один атом бария приходится четыре атома кислорода, то есть две карбоксилатные группы: это средняя бариевая соль двухосновной кислоты C6H10O4 — гександиовой (адипиновой) кислоты HOOC–(CH2)4–COOH. При нагревании такой соли образуется циклический кетон, что отвечает условию про карбонильное соединение.
2) Структурная формула соли.
Ba(OOC–CH2–CH2–CH2–CH2–COO) — бариевая соль гександиовой кислоты (ион Ba2+ и анион −OOC–(CH2)4–COO−).
3) Уравнение реакции, протекающей при нагревании соли.
Ba(OOC–CH2–CH2–CH2–CH2–COO) → (t°) [–C(=O)–CH2–CH2–CH2–CH2–] + BaCO3
Органический продукт — циклопентанон, пятичленный цикл с карбонильной группой (квадратные скобки означают замкнутый цикл: крайние связи соединены друг с другом).
Проверка по атомам углерода: слева 6, справа 5 + 1 = 6; по водороду 8 и 8.
Ответ: молекулярная формула соли — C6H8O4Ba (M = 281 г/моль); структурная формула — Ba(OOC–CH2–CH2–CH2–CH2–COO); уравнение: Ba(OOC–CH2–CH2–CH2–CH2–COO) → (t°) [–C(=O)–CH2–CH2–CH2–CH2–] + BaCO3 (циклопентанон).
Источник: ФИПИ