Задание №33 — Типы расчётных задач

К списку заданий

Задание №33

Вещество А содержит по массе 19,25% углерода, 7,49% азота, 17,11% серы, 51,34% кислорода и водород.

Вещество А образуется при действии избытка разбавленной серной кислоты на натриевую соль Б.

На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу вещества А;

2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение реакции получения вещества А при взаимодействии натриевой соли Б с серной кислотой (используйте структурные формулы органических веществ).

Ваше решениедо 3 баллов

Запишите решение задачи...

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

1) Вычисления и молекулярная формула.

Массовая доля водорода: w(H) = 100 % − 19,25 % − 7,49 % − 17,11 % − 51,34 % = 4,81 %.

Для образца массой 100 г:
n(C) = 19,25 г / 12 г/моль = 1,604 моль;
n(H) = 4,81 г / 1 г/моль = 4,81 моль;
n(N) = 7,49 г / 14 г/моль = 0,535 моль;
n(S) = 17,11 г / 32 г/моль = 0,535 моль;
n(O) = 51,34 г / 16 г/моль = 3,209 моль.

Делим на 0,535 моль:
n(C) : n(H) : n(N) : n(S) : n(O) = 3 : 9 : 1 : 1 : 6.

Молекулярная формула вещества А — C₃H₉NO₆S, M(A) = 187 г/моль.

Проверка: w(C) = 36/187 · 100 % = 19,25 %; w(S) = 32/187 · 100 % = 17,11 %; w(O) = 96/187 · 100 % = 51,34 % — совпадает с условием.

2) Структурная формула.

Формулу удобно разложить: C₃H₉NO₆S = C₃H₇NO₂ · H₂SO₄. Состав C₃H₇NO₂ отвечает аминокислоте — 2-аминопропановой (аланину), а Б — её натриевая соль. При действии избытка серной кислоты аминогруппа протонируется, и образуется кислая соль — гидросульфат:

[CH₃–CH(NH₃)–COOH]⁺[HSO₄]⁻

(катион образован присоединением H⁺ к аминогруппе аланина, анион — гидросульфат-ион).

3) Уравнение реакции получения вещества А.

Б — натриевая соль аланина CH₃–CH(NH₂)–COONa. Избыток разбавленной серной кислоты и вытесняет кислоту из её соли, и протонирует аминогруппу, а натрий переходит в гидросульфат:

CH₃–CH(NH₂)–COONa + 2H₂SO₄ → [CH₃–CH(NH₃)–COOH]⁺[HSO₄]⁻ + NaHSO₄

Проверка: слева C 3, H 6 + 4 = 10, N 1, Na 1, S 2, O 2 + 8 = 10; справа C 3, H 9 + 1 = 10, N 1, Na 1, S 1 + 1 = 2, O 6 + 4 = 10.

Ответ: молекулярная формула вещества А — C₃H₉NO₆S; структурная формула — [CH₃–CH(NH₃)–COOH]⁺[HSO₄]⁻; уравнение реакции: CH₃–CH(NH₂)–COONa + 2H₂SO₄ → [CH₃–CH(NH₃)–COOH]⁺[HSO₄]⁻ + NaHSO₄.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №33Далее