Question

Определите формулу соединения, содержащего 47,37% углерода, 10,53% водорода и кислород. Известно, что данное соединение содержит две гидроксильные группы и их расположение в молекуле симметрично. Так же 1 моль данного вещества может прореагировать с 2 моль натрия. На основании этих данных: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества; 2) запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) приведите уравнение взаимодействия данного вещества с натрием.

Answer 1

Молярная масса вещества:

M(CxHyOz)=12x+y+16z

массовые доли элементов в молекуле:

w(C)=12x/[12x+y+16z]

w(H)=y/[12x+y+16z]

w(O)=1-{w(C)+w(H)}=16z/[12x+y+16z]

подставляем цифры, решаем систему 3-х уравнений с тремя неизвестными:
x=3
y=8
z=2

C₃H₈O₂

1,3-пропандиол

HOCH₂-CH₂-CH₂OH + 2Na → NaOCH₂-CH₂-CH₂ONa + H₂

Answer 2

Расчет молекулярной формулы органического вещества

Для определения молекулярной формулы органического вещества, содержащего 47,37% углерода, 10,53% водорода и кислород, можно использовать следующий подход.

1) Рассчитаем количество моль каждого элемента в 100 г органического вещества:

Углерод: Масса углерода = 47,37 г Молярная масса углерода = 12 г/моль

Количество моль углерода = Масса углерода / Молярная масса углерода

Количество моль углерода = 47,37 г / 12 г/моль

Аналогично рассчитаем количество моль водорода и кислорода.

2) Найдем отношение количества молей элементов в органическом веществе.

Для этого разделим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей элемента в органическом веществе.

3) Разделим отношение количества молей элементов на наименьший общий знаменатель, чтобы получить целочисленные соотношения количества молей элементов.

4) По полученным значениям можно составить молекулярную формулу органического вещества.

Расчеты

1) Рассчитаем количество моль каждого элемента в 100 г органического вещества.

Углерод: Количество моль углерода = 47,37 г / 12 г/моль = 3,948 моль

Водород: Количество моль водорода = 10,53 г / 1 г/моль = 10,53 моль

Кислород: Количество моль кислорода = 100 г - (47,37 г + 10,53 г) = 42,11 г / 16 г/моль = 2,632 моль

2) Найдем отношение количества молей элементов в органическом веществе.

Отношение количества молей углерода к водороду: Отношение молей углерода к водороду = Количество молей углерода / Количество молей водорода = 3,948 моль / 10,53 моль ≈ 0,375

Отношение количества молей углерода к кислороду: Отношение молей углерода к кислороду = Количество молей углерода / Количество молей кислорода = 3,948 моль / 2,632 моль ≈ 1,5

3) Разделим отношение количества молей элементов на наименьший общий знаменатель.

Отношение количества молей углерода к водороду ≈ 0,375 ≈ 3/8 Отношение количества молей углерода к кислороду ≈ 1,5 ≈ 3/2

4) По полученным значениям можно составить молекулярную формулу органического вещества.

Молекулярная формула органического вещества: C3H8O2

Структурная формула

Структурная формула органического вещества будет отражать порядок связи атомов в его молекуле.

Исходя из того, что данное соединение содержит две гидроксильные группы и их расположение симметрично, можно предположить, что структура будет иметь вид:

    H  H
    |  |
H - C - C - O - H
    |  |
    H  H

Уравнение взаимодействия с натрием

1 моль данного вещества может прореагировать с 2 молями натрия. Это говорит о наличии вещества, содержащего две гидроксильные группы, которые могут образовывать соль при реакции с натрием.

Уравнение взаимодействия данного вещества с натрием:

2 C3H8O2 + 2 Na -> 2 C3H7O2Na + 2 H2

где C3H8O2 - молекулярная формула органического вещества, Na - натрий, C3H7O2Na - соль данного вещества с натрием, H2 - молекулы водорода, образующиеся в результате реакции.