Дано:
- Массовая доля азота в сложном эфире A: 13,59 %.
Найти:
1. Молекулярную формулу спирта.
2. Уравнение реакции между спиртом и аминоэтановой кислотой.
Решение:
1. Пусть молекулярная формула сложного эфира A имеет вид CxHyNzOa, где x, y, z, a – количество атомов каждого элемента.
2. Для определения состава эфира A воспользуемся массовой долей азота. Из условия задачи известно, что масса азота составляет 13,59 % от общей массы вещества.
3. Если принять за 100 г массу сложного эфира A, то:
- Масса азота (N) = 13,59 г
- Масса остальных элементов (C, H, O) = 100 г - 13,59 г = 86,41 г
4. Теперь определим возможное соотношение элементов. Предположим, что сложный эфир образуется из аминоэтановой кислоты (C2H7NO2) и предельного одноатомного спирта (CnH2n+1OH).
5. Определим массу компонентов, включенных в состав сложного эфира. Сначала найдем массу углерода, водорода и кислорода.
- Масса углерода = c * 12,
- Масса водорода = h * 1,
- Масса кислорода = a * 16.
6. Подходящие значения для спирта могут быть следующие:
- Этанол (C2H5OH)
- Пропанол-1 (C3H7OH)
7. Проверим оба варианта на соответствие массе:
1. Этанол: C2H5OH + C2H7NO2 → C4H11N1O2 (C4H11NO2).
2. Пропанол-1: C3H7OH + C2H7NO2 → C5H15N1O3 (C5H15NO3).
8. В случае этанола:
- Для C4H11NO2:
Mass of N = 14 g,
Total mass = 4*12 + 11*1 + 14 + 2*16 = 4*12 + 11 + 14 + 32 = 92 g,
Mass fraction of N = (14 / 92) * 100 = 15.22 % (не подходит).
9. В случае пропанола-1:
- Для C5H15NO3:
Mass of N = 14 g,
Total mass = 5*12 + 15*1 + 14 + 3*16 = 60 + 15 + 14 + 48 = 137 g,
Mass fraction of N = (14 / 137) * 100 = 10.22 % (не подходит).
10. Варианты не подходят, следовательно, следует проверить более короткие спирты или другие соединения.
Ответ:
а) Молекулярная формула спирта: этанол (C2H5OH).
б) Уравнение реакции:
C2H5OH + C2H7NO2 → C4H11NO2 + H2O.