Номер 9, страница 368 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

9. Напишите уравнения реакций (с указанием структурных формул веществ), соответствующие схеме:

$C_2H_6NO_2Cl \leftarrow C_2H_5NO_2 \rightarrow C_3H_7NO_2$

Решение

В центре представленной схемы находится вещество с молекулярной формулой $C_2H_5NO_2$. Эта формула может соответствовать нескольким классам соединений, например, нитроэтану ($CH_3-CH_2-NO_2$) или аминоуксусной кислоте (глицину, $H_2N-CH_2-COOH$).

Характер реакций, в которые вступает это вещество, позволяет однозначно определить его структуру. Это аминоуксусная кислота (глицин), так как она обладает амфотерными свойствами и способна реагировать как с кислотами (по аминогруппе), так и со спиртами (по карбоксильной группе).

1. Превращение $C_2H_5NO_2 \rightarrow C_2H_6NO_2Cl$

Данное превращение представляет собой реакцию глицина с сильной кислотой, такой как соляная кислота ($HCl$). Аминогруппа ($-NH_2$) в молекуле глицина проявляет основные свойства и присоединяет протон водорода из кислоты. В результате образуется соль — хлорид глициния. Состав полученного продукта $C_2H_6NO_2Cl$ соответствует сумме атомов в $C_2H_5NO_2$ и $HCl$.

Уравнение реакции с использованием структурных формул:

$$ \underset{\text{глицин}}{H_2N-CH_2-COOH} + HCl \rightarrow \underset{\text{хлорид глициния}}{[H_3N^+-CH_2-COOH]Cl^-} $$

2. Превращение $C_2H_5NO_2 \rightarrow C_3H_7NO_2$

Это превращение является реакцией этерификации. Карбоксильная группа ($-COOH$) глицина реагирует с метиловым спиртом ($CH_3OH$) в присутствии кислотного катализатора. В результате образуется сложный эфир — метиловый эфир аминоуксусной кислоты (также известный как метиламиноацетат) и вода. Брутто-формула полученного эфира ($C_3H_7NO_2$) совпадает с указанной в схеме.

Уравнение реакции с использованием структурных формул:

$$ \underset{\text{глицин}}{H_2N-CH_2-COOH} + \underset{\text{метанол}}{CH_3OH} \rightleftharpoons \underset{\text{метиламиноацетат}}{H_2N-CH_2-COOCH_3} + H_2O $$

Ответ:

Уравнения реакций, соответствующие схеме превращений:

1) $ H_2N-CH_2-COOH + HCl \rightarrow [H_3N^+-CH_2-COOH]Cl^- $

2) $ H_2N-CH_2-COOH + CH_3OH \rightleftharpoons H_2N-CH_2-COOCH_3 + H_2O $