Номер 8, страница 101 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Из 22,5 г сложного эфира получено 18,3 г бензойной кислоты. Установите формулу сложного эфира.

Дано:

$m(\text{сложного эфира}) = 22,5 \text{ г}$

$m(\text{бензойной кислоты}) = 18,3 \text{ г}$

Найти:

Формулу сложного эфира - ?

Решение:

Сложные эфиры подвергаются гидролизу с образованием кислоты и спирта. Поскольку одним из продуктов реакции является бензойная кислота ($C_6H_5COOH$), исходный сложный эфир является ее производным. Общая формула сложного эфира — $C_6H_5COOR$, где R — углеводородный радикал спирта.

Уравнение реакции гидролиза в общем виде:

$C_6H_5COOR + H_2O \rightarrow C_6H_5COOH + ROH$

1. Найдем количество вещества (моль) полученной бензойной кислоты. Сначала вычислим ее молярную массу.

Формула бензойной кислоты: $C_6H_5COOH$ или $C_7H_6O_2$.

Молярная масса бензойной кислоты:

$M(C_6H_5COOH) = 7 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 7 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 84 + 6 + 32 = 122 \text{ г/моль}$

Количество вещества бензойной кислоты:

$n(C_6H_5COOH) = \frac{m(C_6H_5COOH)}{M(C_6H_5COOH)} = \frac{18,3 \text{ г}}{122 \text{ г/моль}} = 0,15 \text{ моль}$

2. Согласно уравнению реакции, из 1 моль сложного эфира образуется 1 моль бензойной кислоты. Следовательно, количество вещества сложного эфира, вступившего в реакцию, также равно 0,15 моль.

$n(\text{сложного эфира}) = n(C_6H_5COOH) = 0,15 \text{ моль}$

3. Зная массу и количество вещества сложного эфира, найдем его молярную массу.

$M(\text{сложного эфира}) = \frac{m(\text{сложного эфира})}{n(\text{сложного эфира})} = \frac{22,5 \text{ г}}{0,15 \text{ моль}} = 150 \text{ г/моль}$

4. Установим формулу радикала R. Молярная масса сложного эфира $C_6H_5COOR$ складывается из молярной массы ацильной группы $C_6H_5COO-$ и молярной массы радикала R.

$M(C_6H_5COO) = 6 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 12 + 2 \cdot 16 = 72 + 5 + 12 + 32 = 121 \text{ г/моль}$

Найдем молярную массу радикала R:

$M(R) = M(\text{сложного эфира}) - M(C_6H_5COO) = 150 \text{ г/моль} - 121 \text{ г/моль} = 29 \text{ г/моль}$

5. Определим состав радикала R. Предположим, что это алкильный радикал с общей формулой $C_nH_{2n+1}$.

$M(C_nH_{2n+1}) = 12n + (2n+1) = 14n + 1$

Приравняем молярную массу к найденному значению:

$14n + 1 = 29$

$14n = 28$

$n = 2$

Следовательно, радикал R — это этил, $-C_2H_5$.

Таким образом, формула искомого сложного эфира — $C_6H_5COOC_2H_5$. Это этилбензоат.

Ответ: Формула сложного эфира — $C_6H_5COOC_2H_5$.