Химия 10. Решить задачу При сгорании 5,52 г вещества А выделилось 2,688 л (н. у.) углекислого газа и 2,16 г воды. Известно, что вещество А изменяет цвет лакмуса, реагирует с цинком, выделяя водород, и вступает в реакцию серебряного зеркала.

На основании данных условия задачи проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу исходного органического вещества.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Чтобы найти молекулярную формулу вещества A, начнем с подсчета количества вещества (моль) углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O), выделившихся при сгорании.

Определение количества вещества углекислого газа (CO₂): Объем выделившегося CO₂ = 2,688 л (н.у.)
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л.
[
n(\text{CO}_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{2,688 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,120 \, \text{моль}
]

Определение количества вещества воды (H₂O): Масса выделившейся воды = 2,16 г.
Молярная масса воды (H₂O) = 2 (H) + 16 (O) = 18 г/моль.
[
n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m}{M} = \frac{2,16 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 0,120 \, \text{моль}
]

Определение моль углерода и водорода: Из углекислого газа (CO₂) можем найти количество углерода (C):
[
n(\text{C}) = n(\text{CO}_2) = 0,120 \, \text{моль}
]
Из воды (H₂O) можем найти количество водорода (H):
[
n(\text{H}) = 2 \cdot n(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 0,120 \, \text{моль} = 0,240 \, \text{моль}
]

Определение массы углерода и водорода: Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль:
[
m(\text{C}) = n(\text{C}) \cdot M(\text{C}) = 0,120 \, \text{моль} \cdot 12 \, \text{г/моль} = 1,44 \, \text{г}
]
Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль:
[
m(\text{H}) = n(\text{H}) \cdot M(\text{H}) = 0,240 \, \text{моль} \cdot 1 \, \text{г/моль} = 0,240 \, \text{г}
]

Определение массы оставшихся элементов: Сначала найдем общую массу углерода и водорода:
[
m(\text{C}) + m(\text{H}) = 1,44 \, \text{г} + 0,240 \, \text{г} = 1,68 \, \text{г}
]
Теперь найдем массу других элементов, которая равна:
[
m_A - (m(\text{C}) + m(\text{H})) = 5,52 \, \text{г} - 1,68 \, \text{г} = 3,84 \, \text{г}
]
Предположительно, это масса кислорода (O), так как в реакции идет образование углекислого газа и воды:
[
n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{3,84 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,240 \, \text{моль}
]

Составляем соотношение элементов: На основании найденного количества каждого элемента:
[
C : H : O = 0,120 : 0,240 : 0,240
]
Приведем это в простейшие целые числа:
[
C : H : O = 1 : 2 : 2
]

Молекулярная формула: Таким образом, молекулярная формула вещества А - C₁H₂O₂, что соответствует формуле уксусной кислоты (или этаноловой кислоты).

Обратите внимание, что вещество А может быть белковым или углеводным, поскольку оно реагирует с цинком, выделяя водород, и реагирует с раствором серебряной аммиачной соли, что также свидетельствует о присутствии -OH группы или карбоксильной группы в его составе.