Органическое вещество, в котором массовая доля углерода составляет 0,6206, водорода — 0,1032, кислорода — 0,2758, имеет относительную плотность паров по воздуху, равную 2. В ходе исследования химических свойств вещества установлено, что оно не реагирует с гидроксидом меди(II), но вступает во взаимодействие с хлоридом фосфора(V).
На основании данных условия задания:
- проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
- составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
- напишите уравнение реакции исходного вещества с водным раствором гидроксида натрия (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Находим количественный состав образца.
Формула вещества — $C_xH_yO_z$.
Пусть масса вещества 100 г, тогда:
а) m(C) = 100 · 0.6206 = 62.06 г
n(C) = 62.06 / 12 ≈ 5.17 моль,
б) m(H) = 100 · 0.1032 = 10.32 г
n(H) = 10.32 / 1 = 10.32 моль
в) m(O) = 100 · 0.2758 ≈ 27.58 г
n(O) = 27.58 / 16 = 1.72 моль
2) Определяем молекулярную формулу вещества:
а) $M_{ист.}(C_xH_yO_z) = D_{(по воздуху)} · M_{(воздуха)}$ = 2 · 29 = 58 г/моль
б) x : y : z = n(C) : n(H) : n(O) = 5.17 : 10.32 : 1.72 ≈ 3 : 6 : 1
Вычисленная формула — $C_3H_6O$.
$M_{выч.}(C_3H_6O)$ = 58 г/моль
в) $M_{ист.}(C_xH_yO_z)$ / $M_{выч.}(C_3H_6O)$ = 58 / 58 = 1
Молекулярная формула исходного вещества — $C_3H_6O$.
3) Составляем структурную формулу вещества:
$CH_3–CO–CH_3$.
4) Уравнение реакции вещества с хлоридом фосфора(V):
$CH_3–CO–CH_3 + PCl_5 → CH_3–CCl_2–CH_3 + POCl_3$