Задание №33

Вещество A содержит 39,13 % углерода, 17,39 % кислорода, 15,22 % азота, 21,20 % калия по массе, остальное – водород. Вещество A образуется при взаимодействии вещества В с гидроксидом калия. Известно, что молекула вещества B имеет неразветвлённый углеродный скелет, содержит три функциональные группы, при этом азотсодержащие функциональные группы максимально удалены друг от друга.

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 получения вещества А при взаимодействии вещества B с гидроксидом калия (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 % − 39,13 % − 17,39 % − 15,22 % − 21,20 % = 7,06 %.

Для образца массой 100 г:
n(C) = 39,13 г / 12 г/моль = 3,261 моль;
n(H) = 7,06 г / 1 г/моль = 7,06 моль;
n(O) = 17,39 г / 16 г/моль = 1,087 моль;
n(N) = 15,22 г / 14 г/моль = 1,087 моль;
n(K) = 21,20 г / 39 г/моль = 0,544 моль.

Делим на 0,544 моль: n(C) : n(H) : n(O) : n(N) : n(K) = 6 : 13 : 2 : 2 : 1.

Молекулярная формула вещества А — C₆H₁₃N₂O₂K, M(A) = 184 г/моль.

Проверка: w(C) = 72/184 · 100 % = 39,13 %; w(N) = 28/184 · 100 % = 15,22 %; w(O) = 32/184 · 100 % = 17,39 %; w(K) = 39/184 · 100 % = 21,20 % — совпадает с условием.

2) Структурная формула.

Вещество А — калиевая соль вещества B, значит B = C₆H₁₄N₂O₂ (атом калия заменён на водород). В молекуле B неразветвлённый скелет из шести атомов углерода, три функциональные группы (две NH₂ и одна COOH), причём аминогруппы максимально удалены друг от друга — они стоят у 2-го и 6-го атомов углерода, а карбоксил у 1-го. B — 2,6-диаминогексановая кислота (лизин), а А — её калиевая соль:

H₂N–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOK

3) Уравнение получения вещества А.

Со щёлочью реагирует только карбоксильная группа:

H₂N–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOH + KOH → H₂N–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOK + H₂O

Проверка: слева C 6, H 14 + 1 = 15, N 2, O 2 + 1 = 3, K 1; справа C 6, H 13 + 2 = 15, N 2, O 2 + 1 = 3, K 1.

Ответ: молекулярная формула вещества А — C₆H₁₃N₂O₂K; структурная формула — H₂N–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOK; уравнение реакции: H₂N–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOH + KOH → H₂N–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(NH₂)–COOK + H₂O.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №33Далее