Номер 4, страница 157 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 26. Получение и применение алканов. Глава 3. Углеводороды - номер 4, страница 157.

Условие.

4. Дана схема реакции:

$X + NaOH \rightarrow C_3H_8\uparrow + Na_2CO_3$

Определите вещество X.

Решение.

Решение 2.

Решение:

Представленная схема реакции $X + NaOH \rightarrow C_3H_8\uparrow + Na_2CO_3$ описывает лабораторный способ получения алканов, известный как реакция Дюма (декарбоксилирование солей карбоновых кислот).

Суть этого метода заключается в сплавлении натриевых (или калиевых) солей карбоновых кислот с твердой щелочью. В результате реакции происходит отщепление карбоксильной группы ($-COO-$) и атома натрия из соли, а также гидроксильной группы ($-OH$) и атома натрия из щелочи, с образованием карбоната натрия ($Na_2CO_3$). Оставшийся углеводородный радикал от кислоты соединяется с атомом водорода от щелочи, образуя алкан.

Общая схема реакции Дюма: $R-COONa + NaOH \xrightarrow{t} R-H + Na_2CO_3$

Из этой схемы видно, что образующийся алкан ($R-H$) содержит на один атом углерода меньше, чем исходная соль карбоновой кислоты ($R-COONa$).

В нашей задаче продуктом является пропан ($C_3H_8$). Это алкан с тремя атомами углерода. Следовательно, исходная соль карбоновой кислоты (вещество X) должна содержать на один атом углерода больше, то есть $3 + 1 = 4$ атома углерода.

Карбоновая кислота с четырьмя атомами углерода - это бутановая (масляная) кислота ($CH_3CH_2CH_2COOH$). Соответствующая ей натриевая соль - это бутаноат натрия (или бутират натрия). Его формула - $CH_3CH_2CH_2COONa$ или, в общем виде, $C_3H_7COONa$.

Таким образом, вещество X - это бутаноат натрия.

Запишем полное уравнение реакции: $CH_3CH_2CH_2COONa + NaOH \xrightarrow{t} CH_3CH_2CH_3 + Na_2CO_3$

Или с использованием общих формул: $C_3H_7COONa + NaOH \xrightarrow{t} C_3H_8\uparrow + Na_2CO_3$

Ответ: Вещество X — это бутаноат натрия (бутират натрия), формула $C_3H_7COONa$ или $CH_3CH_2CH_2COONa$.