При сжигании образца органического вещества массой 19,5 г получено 26,21 л углекислого газа и 11,7 г воды. данное вещество подвергается гидролизу под действием гидроксида натрия с образованием двух солей.
1) проведите необходимые вычисления (укажите единицы измерения величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества
2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.
3) напишите уравнение гидролиза данного вещества в присутствии гидроксида натрия
Масса углекислого газа: 26,21 л * 1,98 г/л = 51,84 г
Масса воды: 11,7 г
Затем мы должны определить количество молей каждого элемента в углекислом газе и воде. Для этого используем молекулярные массы CO2 и H2O:
Молекулярная масса CO2 = 12 г/моль (масса углерода) + 2 * 16 г/моль (масса кислорода) = 44 г/моль
Молекулярная масса H2O = 2 * 1 г/моль (масса водорода) + 16 г/моль (масса кислорода) = 18 г/моль
Теперь можем определить количество молей углекислого газа и воды:
Количество молей CO2 = 51,84 г / 44 г/моль ≈ 1,18 моль
Количество молей H2O = 11,7 г / 18 г/моль ≈ 0,65 моль
Из этих данных мы можем сделать предположение о структуре исходного органического вещества. Поскольку масса углекислого газа больше, чем масса воды, можно предположить, что органическое вещество содержит больше углерода, чем водорода и кислорода.
Молекулярная формула углегликата X будет иметь вид CxHyOz, где x - количество атомов углерода, y - количество атомов водорода, z - количество атомов кислорода.
Теперь будем сравнивать количество молей углерода, водорода и кислорода в данном веществе с данными из уравнения горения и гидролиза.
Из уравнения горения известно, что каждый атом углерода в органическом соединении образует один молекулу углекислого газа, и каждый атом водорода образует половину молекулы воды:
Количество молей углерода = 1,18 моль
Количество молей водорода = 0,65 моль * 2 = 1,30 моль
Также из уравнения гидролиза известно, что на каждое молекулы воды приходится одна молекула ионов гидроксида, а значит количество молей ионов гидроксида натрия будет равно количеству молей воды.
Количество молей гидроксида натрия = 0,65 моль
Теперь сравним количество атомов углерода и кислорода. Для этого применим следующие соотношения:
Количество атомов углерода = x
Количество атомов кислорода = отношение 1,18 моль к 1,30 моль (моли CO2 к моль H2O)
1,18 моль / 1,30 моль = 0,908 моль кислорода на моль углерода
Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что в исходном органическом веществе соотношение атомов углерода и кислорода составляет примерно 1:0,908.
Ответ: Молекулярная формула исходного органического вещества: CxHyOz, приблизительное соотношение C:O = 1:0,908.
2) На основе полученного ответа, мы можем построить структурную формулу исходного вещества, которая отражает порядок связи атомов в его молекуле. Однако, составление структурной формулы требует дополнительной информации о типе соединений и присутствующих функциональных группах в веществе. Здесь нам не хватает информации для составления полной структурной формулы.
3) Уравнение гидролиза данного вещества в присутствии гидроксида натрия можно записать следующим образом:
CхHyOz + 2NaOH -> Na2CxHyOz + H2O
В данном случае ион гидроксида натрия реагирует с органическим веществом, образуя соль, а также высвобождается вода.
Надеюсь, данная информация будет полезной и понятной для школьника. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать.