Вопрос школьника
Сложный эфир массой 30г. Подвергнут щелочному гидролизу. При этом получено 34г. Натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 16 г. Спирта. Установите молекулярную формулу этого эфира.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения массы. Согласно этому закону, масса реагентов должна быть равна массе продуктов реакции.
Из условия задачи известно, что масса исходного эфира равна 30 г, а масса полученной натриевой соли предельной одноосновной кислоты и спирта в сумме равна 34 г + 16 г = 50 г.
Таким образом, масса продуктов реакции больше массы исходного эфира, что говорит о том, что в процессе гидролиза произошло разложение эфира на более легкие соединения.
Для определения молекулярной формулы эфира необходимо вычислить количество моль полученных продуктов реакции. Для этого необходимо разделить массу каждого продукта на его молярную массу.
Молярная масса натриевой соли предельной одноосновной кислоты (NaOH) равна 40 г/моль, а молярная масса спирта (C2H5OH) равна 46 г/моль.
Количество моль натриевой соли предельной одноосновной кислоты:
n(NaOH) = 34 г / 40 г/моль = 0,85 моль
Количество моль спирта:
n(C2H5OH) = 16 г / 46 г/моль = 0,35 моль
Таким образом, в результате гидролиза эфира образовалось 0,85 моль натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 0,35 моль спирта.
Для определения молекулярной формулы эфира необходимо установить соотношение между количеством моль продуктов реакции и количеством моль исходного эфира.
Молекулярная формула эфира имеет вид CxHyOz. При гидролизе эфира образуется одна молекула кислоты и одна молекула спирта. Следовательно, соотношение между количеством моль продуктов реакции и количеством моль исходного эфира будет следующим:
n(NaOH) = n(C2H5OH) = 0,5n(эфир)
где n(эфир) — количество моль исходного эфира.
Таким образом, количество моль исходного эфира равно:
n(эфир) = 0,85 моль + 0,35 моль = 1,2 моль
Далее необходимо вычислить молярную массу исходного эфира, используя его массу и количество моль:
M(эфир) = m(эфир) / n(эфир) = 30 г / 1,2 моль = 25 г/моль
Теперь можно определить молекулярную формулу эфира, зная его молярную массу и соотношение между количеством атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле.
Пусть молекула эфира содержит x атомов углерода, y атомов водорода и z атомов кислорода.
Тогда молярная масса эфира будет равна:
M(эфир) = xM(C) + yM(H) + zM(O)
где M(C), M(H) и M(O) — молярные массы атомов углерода, водорода и кислорода соответственно.
Подставляя значения молярных масс и соотношение между количеством атомов в молекуле, получим уравнение:
25 г/моль = x12 г/моль + y1 г/моль + z16 г/моль
Решая это уравнение, получим:
x = 2, y = 5, z = 1
Таким образом, молекулярная формула эфира имеет вид C2H5O.
