Номер 60, страница 91 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.60. Кислородсодержащие неорганические кислоты, как и карбоновые кислоты, могут давать эфиры со спиртами. Приведите формулы эфиров.

а) серной кислоты и метанола;

б) ортофосфорной кислоты и этанола;

в) азотной кислоты и глицерина;

г) фосфористой кислоты и изопропанола;

д) угольной кислоты и этиленгликоля.

Эфиры неорганических кислот, как и карбоновых, образуются в реакции этерификации со спиртами. Реакция заключается во взаимодействии гидроксильной группы кислоты с гидроксильной группой спирта с отщеплением молекулы воды. В зависимости от основности кислоты и атомности спирта могут образовываться различные продукты.

а) серной кислоты и метанола; Серная кислота ($H_2SO_4$) — двухосновная, поэтому с одноатомным спиртом метанолом ($CH_3OH$) она может образовывать два типа эфиров: кислый (метилгидросульфат) при мольном соотношении 1:1, и средний, или полный (диметилсульфат), при соотношении 1:2. Уравнение образования кислого эфира: $H_2SO_4 + CH_3OH \rightarrow CH_3OSO_3H + H_2O$. Уравнение образования среднего эфира: $H_2SO_4 + 2CH_3OH \rightarrow (CH_3)_2SO_4 + 2H_2O$. Ответ: Формулы эфиров: $CH_3OSO_3H$ (метилгидросульфат) и $(CH_3)_2SO_4$ (диметилсульфат).

б) ортофосфорной кислоты и этанола; Ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$) является трехосновной. С одноатомным спиртом этанолом ($C_2H_5OH$) она может образовывать три типа эфиров, в зависимости от степени замещения атомов водорода в гидроксильных группах кислоты: моноэтилфосфат, диэтилфосфат и триэтилфосфат. Ответ: Формулы эфиров: $C_2H_5OPO(OH)_2$ (моноэтилфосфат), $(C_2H_5O)_2PO(OH)$ (диэтилфосфат) и $(C_2H_5O)_3PO$ (триэтилфосфат).

в) азотной кислоты и глицерина; Азотная кислота ($HNO_3$) — одноосновная, а глицерин ($C_3H_5(OH)_3$) — трехатомный спирт. При взаимодействии трех молекул кислоты с одной молекулой глицерина происходит полная этерификация и образуется тринитрат глицерина, известный как нитроглицерин. Уравнение реакции: $C_3H_5(OH)_3 + 3HNO_3 \rightarrow C_3H_5(ONO_2)_3 + 3H_2O$. Возможно также образование неполных эфиров — моно- и динитратов глицерина. Ответ: Формула полного эфира (тринитрата глицерина): $C_3H_5(ONO_2)_3$.

г) фосфористой кислоты и изопропанола; Фосфористая кислота ($H_3PO_3$) в реакциях этерификации проявляет свойства двухосновной кислоты, так как ее структура — $HP(O)(OH)_2$. Изопропанол ($(CH_3)_2CHOH$) — одноатомный спирт. Возможно образование кислого эфира (изопропилфосфит) и среднего эфира (диизопропилфосфит). Ответ: Формулы эфиров: $((CH_3)_2CHO)P(O)(OH)H$ (изопропилфосфит) и $[((CH_3)_2CHO)]_2P(O)H$ (диизопропилфосфит).

д) угольной кислоты и этиленгликоля. Угольная кислота ($H_2CO_3$) — неустойчивая двухосновная кислота, а этиленгликоль ($HOCH_2CH_2OH$) — двухатомный спирт. Их взаимодействие может приводить к образованию циклического эфира или полимера. Наиболее характерным продуктом является циклический эфир — этиленкарбонат, образующийся при отщеплении двух молекул воды от реагентов. Также возможно образование линейного полимера — полиэтиленкарбоната с общей формулой звена $[-O-CH_2-CH_2-O-C(O)-]_n$. Ответ: Формула циклического эфира (этиленкарбоната): $C_3H_4O_3$.