Дано:
- Масса гомолога муравьиного альдегида (m) = 1,44 г
- Масса 5%-ного раствора NaOH = 64 г
Найти:
- Молекулярную формулу альдегида.
Решение:
1. Рассчитаем массу гидроксида натрия в 5%-ном растворе.
Массовая доля NaOH = 5%, тогда:
m(NaOH) = 0,05 * 64 г = 3,2 г.
2. Найдем количество молей NaOH. Молярная масса NaOH (Na ≈ 23 г/моль, O ≈ 16 г/моль, H ≈ 1 г/моль):
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.
n(NaOH) = m / M = 3,2 г / 40 г/моль = 0,08 моль.
3. По уравнению реакции между альдегидом и NaOH образуется кислота, а именно натриевая соль карбоновой кислоты. Если считать, что альдегид полностью сгорает до CO2, то моль CO2 будет равен количеству моль NaOH, которое необходимо для нейтрализации:
n(CO2) = n(NaOH) = 0,08 моль.
4. Углекислый газ, полученный при сгорании альдегида, имеет формулу CO2. Поскольку на один моль альдегида выделяется один моль CO2, мы можем заключить, что:
n(альдегид) = n(CO2) = 0,08 моль.
5. Теперь найдем молекулярную массу альдегида:
m(альдегид) = 1,44 г.
Следовательно, молярная масса альдегида:
M(альдегид) = m / n = 1,44 г / 0,08 моль = 18 г/моль.
6. Это значение соответствует формуле CH2O (формальдегид). Но поскольку указан "гомолог" муравьиного альдегида, нам нужно найти ближайший гомолог с большей молекулярной массой.
Гомологи муравьиного альдегида - это альдегиды с удлинённой углеродной цепью, например, ацетальдегид или пропиональдегид.
7. Ацетальдегид (C2H4O) имеет молярную массу:
C2H4O: 2*12 + 4 + 16 = 28 г/моль.
8. Пропиональдегид (C3H6O) имеет молярную массу:
C3H6O: 3*12 + 6 + 16 = 58 г/моль.
9. Из этих данных видно, что ацетальдегид подходит по массе, так как его молярная масса больше, чем у формальдегида.
Ответ:
Молекулярная формула альдегида: C2H4O (ацетальдегид).