Вопрос школьника
При щелочном гидролизе 6 г некоторого сложного эфира получено 6,8 г натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 3,2 г спирта. Установите молекулярную формулу сложного эфира.
Ответ от учителя
Щелочной гидролиз сложного эфира приводит к образованию соли кислоты и спирта. Известно, что при гидролизе было получено 6,8 г натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 3,2 г спирта.
Масса полученной соли соответствует массе кислоты, которая образуется при гидролизе. Поэтому масса кислоты равна 6,8 г.
Для определения молекулярной формулы эфира необходимо вычислить количество моль кислоты и спирта, образовавшихся при гидролизе.
Масса спирта равна 3,2 г. По формуле массы можно вычислить количество моль спирта:
n(спирт) = m(спирт) / M(спирт)
M(спирт) для метанола (CH3OH) равен 32 г/моль.
n(спирт) = 3,2 г / 32 г/моль = 0,1 моль
Масса кислоты равна 6,8 г. По формуле массы можно вычислить количество моль кислоты:
n(кислота) = m(кислота) / M(кислота)
M(кислота) для пропионовой кислоты (C3H6O2) равен 74 г/моль.
n(кислота) = 6,8 г / 74 г/моль = 0,092 моль
Так как эфир образуется из кислоты и спирта в соотношении 1:1, то количество моль эфира равно количеству моль спирта или кислоты, которые образовались при гидролизе.
n(эфир) = n(спирт) = 0,1 моль
Масса эфира равна сумме масс спирта и кислоты:
m(эфир) = m(спирт) + m(кислота)
m(эфир) = 3,2 г + 6,8 г = 10 г
Теперь можно вычислить молекулярную массу эфира:
M(эфир) = m(эфир) / n(эфир)
M(эфир) = 10 г / 0,1 моль = 100 г/моль
Молекулярная масса эфира равна 100 г/моль.
Так как эфир содержит кислород, то его молекулярная формула должна содержать группу -O-. При этом молекулярная масса эфира должна быть кратна 100 г/моль.
Можно предположить, что молекулярная формула эфира содержит два атома углерода и пять атомов водорода, так как масса молекулы эфира должна быть больше массы молекулы метанола (32 г/моль) и меньше массы молекулы пропанола (60 г/моль).
Таким образом, молекулярная формула эфира может быть C2H5O или C3H7O.
Для определения точной молекулярной формулы необходимо провести дополнительные исследования, например, определить точную молекулярную массу эфира методом масс-спектрометрии.
