дано:
- масса вещества A (m_A) = 23,5 г
- выход реакции нитрования = 80%
- масса соли C (m_C) = 50,2 г
найти:
- формулу вещества A и структурные формулы веществ A, B и C.
решение:
1. Установим количество молей вещества B, которое образуется из A. Сначала найдем фактическую массу вещества B, используя выход реакции:
m_B = m_A * (выход / 100) = 23,5 г * (80 / 100) = 18,8 г
2. Поскольку вещество B содержит три нитрогруппы, можно предположить, что оно является триниртрованным производным ароматического соединения.
3. Для определения формулы вещества B определим его молярную массу:
Пусть молярная масса вещества B равна M_B. При этом известно, что с образованием B выделяется углекислый газ в количестве, равном количеству вещества B.
4. При взаимодействии вещества B с питьевой содой (NaHCO3) выделяется CO2, и образуется соль C. Реакция может быть представлена следующим образом:
B + NaHCO3 -> C + CO2↑ + H2O
5. Из условия задачи известно, что количество выделившегося CO2 равно количеству вещества B. Таким образом, если n_B - количество молей вещества B, то n_B = n_CO2.
6. Молярная масса NaHCO3 = 84 г/моль. Если x - количество молей вещества B, то:
m_C = x * M_C, где M_C - молярная масса соли C.
7. Теперь определим количество молей вещества B:
n_B = m_B / M_B
Из уравнения с учетом массы соли C:
m_C = n_B * M_NaHCO3 = 50,2 г
8. Соотношение:
n_B = 50,2 г / 84 г/моль ≈ 0,597 моль.
9. Веществ B содержит 3 нитрогруппы, значит также можем выразить:
n_B = 18,8 г / M_B.
Получается M_B = 18,8 г / 0,597 моль ≈ 31,5 г/моль.
10. Предполагаем формулу вещества A. Если A – это бензол (C6H6), его молярная масса составляет 78 г/моль:
При добавлении трех нитрогрупп к бензолу мы получаем тринитробензол (C6H3(NO2)3).
11. Сравнение кислотных свойств:
- Вещество A (бензол) является слабой органической кислотой.
- Вещество B (тринитробензол) является более сильной кислотой по сравнению с A из-за наличия электронно отбирающих групп, которые стабилизируют отрицательный заряд в анионе.
- Угольная кислота (H2CO3) является средней по силе кислотой, но ее кислотные свойства ниже, чем у B, так как она менее способна диссоциировать.
ответ:
Формула вещества A — C6H6 (бензол). Формула вещества B — C6H3(NO2)3 (тринитробензол). Формула вещества C — C6H3(NO2)3Na (соль тринитробензола с натрием). Структурные формулы:
- A: бензол (C6H6)
- B: тринитробензол (C6H3(NO2)3)
- C: натрий-тринитробензол (C6H3(NO2)3Na).
Кислотные свойства веществ: A < угольная кислота < B.