Установите молекулярную формулу и строение соединения а, составьте уравнение описания реакций. Соединение А, в составе которого 91,3% углерода и 8,7% во-дорода, в присутствии концентрированной серной кислоты нитруется азотной кислотой с образованием смеси соединений Б и В. Окисление соединения А перманганатом калия в кислотной среде приводит к образованию соединения Г. Установите молекулярную формулу и строение соединения А, составьте уравнения описанных реакций (используйте структурные формулы органических веществ). Назовите все орга-нические вещества. (С,Нд.)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи начнем с определения молекулярной формулы соединения A.

Определение формулы соединения A

Состав соединения A: 91,3% углерода (C) и 8,7% водорода (H). Найдем отношение массы углерода и водорода в его составе.

Возьмем 100 г соединения. Тогда:

Масса углерода = 91,3 гМасса водорода = 8,7 г

Рассчитаем количество моль каждого элемента:

Количество моль углерода (C):
[
n_C = \frac{91,3 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 7,6 \, \text{моль}
]Количество моль водорода (H):
[
n_H = \frac{8,7 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 8,7 \, \text{моль}
]

Зная, что для нахождения минимального соотношения элементов необходимо поделить количество моль каждого элемента на наименьшее значение, получим:

Отношение C:H:
[
\frac{n_C}{n_H} \approx \frac{7,6}{7,6} : \frac{8,7}{7,6} \approx 1 : 1,14 \approx 1 : 1,2
]Округлив, получаем приблизительное отношение 6:7.

Таким образом, молекулярная формула соединения A — это (C_6H_7).
Соединение A — это, скорее всего, толуол (метилбензол).

Реакция нитрации

В процессе нитрации толуола в присутствии серной кислоты и азотной кислоты образуются нитротолуолы:
[
C_6H_5CH_3 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_4(NO_2)CH_3 + H2O
]

Можно получить 2-нитротолуол и 4-нитротолуол.

Окисление перманганатом калия

Толуол при окислении перманганатом калия в кислой среде образует бензоевую кислоту:
[
C_6H_5CH_3 + 2 KMnO_4 + 3 H2SO_4 \rightarrow C_6H_5COOH + 2 MnSO_4 + K2SO4 + 3 H2O
]

ИтогСоединение A: толуол (C6H7).Соединение Б: нитротолуол (2 или 4, в зависимости от позиции нитрогруппы).Соединение Г: бензоэвая кислота (C7H6O2).Уравнения реакцийНитрация:
[
C_6H_5CH_3 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_4(NO_2)CH_3 + H2O
]Окисление:
[
C_6H_5CH_3 + 2 KMnO_4 + 3 H2SO_4 \rightarrow C_6H_5COOH + 2 MnSO_4 + K2SO4 + 3 H2O
]

Таким образом, все реакции описаны, и молекулярные формулы соединений установлены.