Question

При сгорании органического вещества массой 10,6 г образовалось 15,68 л оксида углерода(ГУ) и 5,4 г воды. Какую молекулярную | формулу имело сгоревшее вещество? Плотность паров вещества по кислороду 3,3125. При исследовании химических свойств вещества установлено, что оно легко окисляется водным раствором перманганата калия. На основании данных условия задания: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества; 2) установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) напишите уравнение реакции окисления этого вещества водным раствором перманганата калия.

Answer 1

Бензальдегид не реагирует с водным раствором перманганата калия, но реагирует с подкисленным.

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать информацию о продуктах сгорания органического вещества, а также о его химическом свойстве – легком окислении водным раствором перманганата калия.

1) Вычисление необходимых данных: - Масса образовавшегося оксида углерода (ГУ) составляет 15,68 л. По условию плотность паров вещества по кислороду равна 3,3125. Зная, что плотность углекислого газа равна 1,98 г/л, мы можем вычислить массу ГУ. Масса ГУ = плотность × объем = 1,98 г/л × 15,68 л = 31,01 г. - Масса образовавшейся воды составляет 5,4 г.

2) Вычисление молекулярной формулы исходного органического вещества: Для определения молекулярной формулы вещества, нам необходимо узнать, сколько углерода входит в его состав. Масса углерода в воде: 5,4 г × (1 моль/18 г) × 1 моль С/1 моль H2O = 0,3 моль C. Масса углерода в ГУ: 31,01 г × (1 моль/44 г) × 1 моль С/1 моль CO = 0,7 моль C. Масса углерода в сгоревшем веществе: 10,6 г - (0,3 г + 0,7 г) = 9,6 г. Зная массу углерода и зная его атомная масса равной 12, мы можем рассчитать количество молекул углерода, делением массы на атомную массу: 9,6 г С × (1 моль/12 г) × (6,02 × 10^23 мольекул С/1 моль C) = 4 × 10^23 мольекул С. Таким образом, молекулярная формула исходного органического вещества будет обозначаться как С, с последующим индексом, соответствующим количеству атомов углерода. Так как у нас получилось около 4 × 10^23 мольекул С, можно уточнить это значение и представить формулу в виде С4.

3) Структурная формула вещества, отражающая порядок связи атомов в его молекуле, будет выглядеть следующим образом:

O // O === C === C \\ O

Причем между центральными атомами углерода и одним из атомов кислорода будет двойная связь, а между центральными атомами углерода будет одинарная связь.

4) Уравнение реакции окисления вещества водным раствором перманганата калия будет иметь вид:

C4Hx + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

где x – коэффициент, который необходимо найти. Так как мы имеем перманганат калия в качестве окислителя и у нас есть информация о химическом свойстве вещества – легком окислении перманганатом калия, можно установить, что исходное органическое вещество содержит двойные связи между атомами углерода.