Question

Органическое вещество содержит 2,06% водорода, 24,74% углерода, 32,99% кислорода и 40,21% калия по массе. Известно, что при нагревании этого вещества с избытком гидроксида калия образуется предельный углеводород. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании исходного вещества с избытком гидроксида калия (используйте структурную формулу органического вещества).

Answer 1

1) Представим себе навеску искомой органического соединения массой 100 г. Тогда, в таком количестве данного вещества будут содержаться: 2,06 г водорода, отсюда ν(H) = m(H)/M(H) = 2,06 г/1 г/моль = 2,06 моль; 24,74 г углерода, отсюда ν(C) = m(C)/M(C) = 24,74 г/12 г/моль = 2,06 моль; 32,99 г кислорода, отсюда ν(O) = m(O)/M(O) = 32,99 г/16 г/моль= 2,06 моль; 40,21 г калия, отсюда ν(K) = m(K)/M(K) = 40,21 г/39 г/моль= 1,03 моль.
Обозначим простейшую формулу искомого циклического соединения как CxHyOzKk, тогда: x : y : z : k = ν(C) : ν(H) : ν(O) : ν(K) = 2,06 : 2,06 : 2,06 : 1,03 = 2 : 2 : 2 : 1.
Простейшая формула искомого соединения – C2H2K2O. Поскольку искомое органическое вещество реагирует с избытком гидроксида калия, можно предположить, что оно является калиевой солью дикарбоновой кислоты, т.е. индексы в простейшей формуле необходимо удвоить, чтобы число атомов кислорода в молекуле составило 4. Истинная формула исходного соединения − C4H4K2O4.
2) В предположении, что исходное вещество является калиевой солью дикарбоновой кислоты, следовательно, она может вступать в реакцию с избытком твердого гидроксида калия при нагревании (декарбоксилирование калиевых солей карбоновых кислот).