Question

При нейтрализации 2,2 г предельной одноосной кислоты избытком раствора гидрокарбоната калия выделилось 0,56 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.

Answer 1

Пусть кислота имеет формулу C(x)H(y)O2 и соль K(C(x)H(y)O2). Составим уравнение реакции в общем виде и определим количество вещества углекислого газа:

C(x)H(y)O2 + 2KOH → K(C(x)H(y)O2) + H2O + CO2↑

n(CO2) = V(CO2)/V(м) = 0.56/22.4 = 0.025 моль

Из уравнения реакции следует, что n(CO2) = n(C(x)H(y)O2), то есть количество вещества кислоты равно количеству вещества углекислого газа.

m(C(x)H(y)O2) = n(C(x)H(y)O2)*M(C(x)H(y)O2) = 0.025*M(C(x)H(y)O2)

M(C(x)H(y)O2) = m(C(x)H(y)O2)/n(C(x)H(y)O2) = 2.2/0.025 = 88 г/моль

M(C(x)H(y)O2) = 12x + y + 32

88 = 12x + y + 32

y = 88 - 12x - 32

y = 56 - 12x

Подбираем целые значения x и y, чтобы получить предельную одноосновную кислоту:

x = 1, y = 44 - невозможно, так как водорода больше, чем углерода.

x = 2, y = 32 - невозможно, так как водорода больше, чем углерода.

x = 3, y = 20 - возможно, так как водорода меньше, чем углерода.

x = 4, y = 8 - возможно, так как водорода меньше, чем углерода.

x > 4 - невозможно, так как не будет одноосновной кислотой.

Из двух возможных вариантов выбираем тот, который соответствует предельной кислоте (без двойных и тройных связей):

C3H6O2 - непредельная кислота (пропановая)

C4H8O2 - предельная кислота (бутановая)

Ответ: молекулярная формула кислоты C4H8O2

Answer 2

Для определения молекулярной формулы кислоты, давайте воспользуемся данными о нейтрализации с гидрокарбонатом калия.

Сначала определим количество молей выделившегося газа (н.у.). Объем газа при н.у. равен 22,4 л/моль. Таким образом, 0,56 л газа содержит:

0,56 л / 22,4 л/моль ≈ 0,025 моль газа

Теперь давайте определим количество молей кислоты, которая была нейтрализована. По уравнению реакции нейтрализации между кислотой и гидрокарбонатом калия:

2 HX + K2CO3 -> 2 KX + H2O + CO2,

где HX - кислота, K2CO3 - гидрокарбонат калия, KX - соль.

Из уравнения видно, что 1 моль кислоты реагирует с 1 молью CO2. Таким образом, 0,025 моль CO2, выделившегося в реакции, соответствуют 0,025 моль кислоты.

Теперь давайте найдем молекулярную массу кислоты. Для этого вам понадобится масса кислоты (2,2 г) и количество молей (0,025 моль). Молекулярная масса (M) вычисляется по формуле:

M = масса / количество молей.

M = 2,2 г / 0,025 моль = 88 г/моль.

Теперь мы знаем молекулярную массу кислоты (88 г/моль). Давайте определим ее молекулярную формулу. Для этого нам нужно знать, сколько атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле кислоты.

Предположим, что молекула кислоты имеет формулу HX, где X - некоторый элемент (например, хлор). Тогда молекулярная масса HX будет равна массе атома водорода (примерно 1 г/моль) плюс масса атома X.

Исходя из молекулярной массы (88 г/моль), выясняем, что атом X в HX имеет массу:

M(атом X) = 88 г/моль - 1 г/моль = 87 г/моль.

Теперь давайте определим, какой элемент имеет молекулу массой 87 г/моль. Это может быть хлор (Cl), так как атом хлора имеет молекулярную массу около 35,5 г/моль (2 * 35,5 г/моль = 71 г/моль). Таким образом, молекула кислоты HX имеет молекулярную формулу HCl.

Итак, молекулярная формула кислоты - это HCl (хлороводородная кислота).