Question

Некоторое органическое вещество содержит по массе 45,45% углерода и 6,06% водорода, остальное приходится на кислород. При гидролизе в кислой среде образуются два вещества в соотношении 1 : 2, причем известно, что гидроксильные группы в одном веществе стоят у крайних атомов углерода. На основании данных условия задачи: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества, и запишите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте структурную формулу исходного вещества; 3) напишите уравнение реакции гидролиза исходного вещества в кислой среде

Answer 1

дано:  
Содержание углерода (C) = 45,45%  
Содержание водорода (H) = 6,06%  
Содержание кислорода (O) = 100% - (45,45% + 6,06%) = 48,49%

найти:  
1) Молекулярная формула органического вещества.  
2) Структурная формула исходного вещества.  
3) Уравнение реакции гидролиза исходного вещества в кислой среде.

решение:

1. Определим молярные соотношения элементов. Для этого найдем количество молей каждого элемента в 100 г вещества:
   n(C) = 45,45 г / 12 г/моль = 3,79 моль  
   n(H) = 6,06 г / 1 г/моль = 6,06 моль  
   n(O) = 48,49 г / 16 г/моль = 3,03 моль  

Теперь найдем относительное соотношение молей элементов:
   Деля значения количества молей на минимальное (в данном случае - n(O) = 3,03):
   C: 3,79 / 3,03 ≈ 1,25  
   H: 6,06 / 3,03 ≈ 2  
   O: 3,03 / 3,03 = 1  

Соотношение будет примерно:
   C : H : O ≈ 1,25 : 2 : 1

Умножим все коэффициенты на 4 для получения целых чисел:
   C : H : O = 5 : 8 : 4

Следовательно, молекулярная формула органического вещества:
   C5H10O4.

2. Структурная формула исходного вещества (учитывая, что гидроксильные группы находятся у крайних атомов углерода):
   CH2(OH)-CH2-CH2-CHOH-COOH.
   Исходное вещество можно представить как диол с карбоксильной группой и двумя крайними гидроксилами.

3. Уравнение реакции гидролиза исходного вещества в кислой среде:
   C5H10O4 + 2 H2O → 2 C2H4(OH)2 + CH3COOH,
   где C2H4(OH)2 - это производное из двух молекул спирта, а CH3COOH - уксусная кислота.

ответ:  
1) Молекулярная формула органического вещества: C5H10O4.  
2) Структурная формула исходного вещества: CH2(OH)-CH2-CH2-CHOH-COOH.  
3) Уравнение реакции гидролиза: C5H10O4 + 2 H2O → 2 C2H4(OH)2 + CH3COOH.