Номер 32, страница 138 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

32. Некоторый сложный эфир массой 3,7 г подвергнут щелочному гидролизу. При этом образовалось 4,9 г калиевой соли предельной одноосновной кислоты и 1,6 г спирта. Установите молекулярную формулу эфира.

1) $C_2H_4O_2$

2) $C_3H_6O_2$

3) $CH_4O$

4) $C_2H_3O_2K$

Дано:

$m(эфира) = 3,7$ г
$m(калиевой \ соли) = 4,9$ г
$m(спирта) = 1,6$ г

Найти:

Молекулярную формулу эфира - ?

Решение:

Сложный эфир образован предельной одноосновной карбоновой кислотой и спиртом. Уравнение реакции щелочного гидролиза в общем виде:

$C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1} + KOH \rightarrow C_nH_{2n+1}COOK + C_mH_{2m+1}OH$

где $C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1}$ – сложный эфир, $C_nH_{2n+1}COOK$ – калиевая соль карбоновой кислоты, $C_mH_{2m+1}OH$ – спирт.

Согласно закону сохранения массы, масса реагентов равна массе продуктов:

$m(эфира) + m(KOH) = m(соли) + m(спирта)$

Найдем массу гидроксида калия (KOH), вступившего в реакцию:

$m(KOH) = m(соли) + m(спирта) - m(эфира)$

$m(KOH) = 4,9 \ г + 1,6 \ г - 3,7 \ г = 2,8 \ г$

Вычислим количество вещества (моль) гидроксида калия. Молярная масса KOH равна $39 + 16 + 1 = 56$ г/моль.

$\nu(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{2,8 \ г}{56 \ г/моль} = 0,05 \ моль$

Согласно уравнению реакции, все вещества реагируют в мольном соотношении 1:1:1:1. Следовательно:

$\nu(эфира) = \nu(соли) = \nu(спирта) = \nu(KOH) = 0,05 \ моль$

Теперь мы можем найти молярные массы эфира, соли и спирта.

$M(эфира) = \frac{m(эфира)}{\nu(эфира)} = \frac{3,7 \ г}{0,05 \ моль} = 74 \ г/моль$

$M(спирта) = \frac{m(спирта)}{\nu(спирта)} = \frac{1,6 \ г}{0,05 \ моль} = 32 \ г/моль$

$M(соли) = \frac{m(соли)}{\nu(соли)} = \frac{4,9 \ г}{0,05 \ моль} = 98 \ г/моль$

Определим формулу спирта. Общая формула предельного одноатомного спирта $C_mH_{2m+1}OH$. Его молярная масса равна $12m + (2m+1) \cdot 1 + 16 + 1 = 14m + 18$.

$14m + 18 = 32$

$14m = 14$

$m = 1$

Следовательно, спирт – метанол, $CH_3OH$.

Определим формулу калиевой соли. Общая формула соли предельной одноосновной кислоты $C_nH_{2n+1}COOK$. Ее молярная масса равна $12n + (2n+1) \cdot 1 + 12 + 16 \cdot 2 + 39 = 14n + 84$.

$14n + 84 = 98$

$14n = 14$

$n = 1$

Следовательно, соль – ацетат калия, $CH_3COOK$. Исходная кислота – уксусная, $CH_3COOH$.

Сложный эфир образован уксусной кислотой и метанолом. Это метилацетат: $CH_3COOCH_3$.

Его молекулярная (брутто) формула: $C_3H_6O_2$.

Проверим молярную массу эфира: $M(C_3H_6O_2) = 3 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 36 + 6 + 32 = 74 \ г/моль$. Это совпадает с нашим расчетом.

Ответ: Молекулярная формула эфира – $C_3H_6O_2$.