Страница 116 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

Авторы: Еремин В. В., Дроздов А. А., Ромашов Л. В.
Тип: Задачник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2023 - 2025
Цвет обложки: белый, зелёный
ISBN: 978-5-09-109700-9
Популярные ГДЗ в 10 классе
Cтраница 116

№173 (с. 116)
Условие. №173 (с. 116)

3.173. Какой объём 5%-го раствора гидроксида натрия (плотность 1,02 г/мл) потребуется для нейтрализации 200 мл 10%-й уксусной кислоты (плотность 1,01 г/мл)?
Решение 3. №173 (с. 116)
Дано:
Массовая доля NaOH, $w(\text{NaOH}) = 5\%$
Плотность раствора NaOH, $\rho(\text{р-ра NaOH}) = 1,02 \text{ г/мл}$
Объем раствора CH₃COOH, $V(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) = 200 \text{ мл}$
Массовая доля CH₃COOH, $w(\text{CH}_3\text{COOH}) = 10\%$
Плотность раствора CH₃COOH, $\rho(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) = 1,01 \text{ г/мл}$
$w(\text{NaOH}) = 0,05$
$\rho(\text{р-ра NaOH}) = 1,02 \frac{\text{г}}{\text{мл}} = 1020 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
$V(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) = 200 \text{ мл} = 2 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$
$w(\text{CH}_3\text{COOH}) = 0,10$
$\rho(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) = 1,01 \frac{\text{г}}{\text{мл}} = 1010 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
Найти:
$V(\text{р-ра NaOH})$ - ?
Решение:
1. Сначала запишем уравнение реакции нейтрализации уксусной кислоты гидроксидом натрия. Это реакция обмена, в результате которой образуются соль (ацетат натрия) и вода.
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
Из уравнения реакции видно, что уксусная кислота и гидроксид натрия реагируют в мольном соотношении 1:1. Это означает, что для полной нейтрализации количество вещества кислоты должно быть равно количеству вещества щелочи:
$n(CH_3COOH) = n(NaOH)$
2. Найдем массу 200 мл 10%-го раствора уксусной кислоты, используя его плотность.
$m(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) = V(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) \cdot \rho(\text{р-ра CH}_3\text{COOH})$
$m(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) = 200 \text{ мл} \cdot 1,01 \text{ г/мл} = 202 \text{ г}$
3. Вычислим массу чистой уксусной кислоты в этом растворе.
$m(\text{CH}_3\text{COOH}) = m(\text{р-ра CH}_3\text{COOH}) \cdot w(\text{CH}_3\text{COOH})$
$m(\text{CH}_3\text{COOH}) = 202 \text{ г} \cdot 0,10 = 20,2 \text{ г}$
4. Найдем количество вещества (в молях) уксусной кислоты. Для этого нам понадобится молярная масса $M(\text{CH}_3\text{COOH})$.
$M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 2 \cdot M(C) + 4 \cdot M(H) + 2 \cdot M(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60 \text{ г/моль}$
$n(\text{CH}_3\text{COOH}) = \frac{m(\text{CH}_3\text{COOH})}{M(\text{CH}_3\text{COOH})} = \frac{20,2 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} \approx 0,3367 \text{ моль}$
5. Так как $n(NaOH) = n(CH_3COOH)$, для реакции потребуется $\approx 0,3367 \text{ моль}$ гидроксида натрия. Найдем массу этого количества NaOH. Молярная масса $M(\text{NaOH})$:
$M(\text{NaOH}) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$
$m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \cdot M(\text{NaOH}) = 0,3367 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} \approx 13,467 \text{ г}$
6. Теперь найдем массу 5%-го раствора, в котором содержится 13,467 г NaOH.
$m(\text{р-ра NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{w(\text{NaOH})} = \frac{13,467 \text{ г}}{0,05} \approx 269,34 \text{ г}$
7. Наконец, зная массу и плотность раствора гидроксида натрия, найдем его объем.
$V(\text{р-ра NaOH}) = \frac{m(\text{р-ра NaOH})}{\rho(\text{р-ра NaOH})} = \frac{269,34 \text{ г}}{1,02 \text{ г/мл}} \approx 264,06 \text{ мл}$
Округлим результат до одного знака после запятой.
Ответ: для нейтрализации потребуется 264,1 мл 5%-го раствора гидроксида натрия.
№174 (с. 116)
Условие. №174 (с. 116)

3.174. Вычислите объём метана (н. у.), который получится при сплавлении 50 г ацетата натрия с избытком гидроксида натрия.
Решение 3. №174 (с. 116)
Дано:
$m(\text{CH}_3\text{COONa}) = 50 \text{ г}$
Гидроксид натрия ($\text{NaOH}$) взят в избытке.
Найти:
$V(\text{CH}_4) - ?$
Решение:
1. Составим уравнение реакции сплавления ацетата натрия с гидроксидом натрия (реакция Дюма), в результате которой образуется метан и карбонат натрия:
$\text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \xrightarrow{\text{t}} \text{CH}_4 \uparrow + \text{Na}_2\text{CO}_3$
2. Рассчитаем молярную массу ацетата натрия ($M(\text{CH}_3\text{COONa})$). Для этого используем значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел: $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{Na})=23$.
$M(\text{CH}_3\text{COONa}) = 2 \cdot Ar(\text{C}) + 3 \cdot Ar(\text{H}) + 2 \cdot Ar(\text{O}) + 1 \cdot Ar(\text{Na}) = 2 \cdot 12 + 3 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 1 \cdot 23 = 82 \text{ г/моль}$
3. Найдем количество вещества ацетата натрия ($n$) в 50 г:
$n(\text{CH}_3\text{COONa}) = \frac{m(\text{CH}_3\text{COONa})}{M(\text{CH}_3\text{COONa})} = \frac{50 \text{ г}}{82 \text{ г/моль}} \approx 0.6098 \text{ моль}$
4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль ацетата натрия образуется 1 моль метана. Поскольку гидроксид натрия находится в избытке, ацетат натрия является лимитирующим реагентом. Следовательно, количество вещества метана будет равно количеству вещества ацетата натрия:
$n(\text{CH}_4) = n(\text{CH}_3\text{COONa}) \approx 0.6098 \text{ моль}$
5. Вычислим объем метана при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) составляет $22.4 \text{ л/моль}$.
$V(\text{CH}_4) = n(\text{CH}_4) \cdot V_m \approx 0.6098 \text{ моль} \cdot 22.4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} \approx 13.66 \text{ л}$
Округлим полученное значение до десятых.
Ответ: $13.7 \text{ л}$.
№175 (с. 116)
Условие. №175 (с. 116)

3.175. Вычислите массу цинка, который способен раствориться в 200 г 20%-й уксусной кислоты.
Решение 3. №175 (с. 116)
Дано:
Масса раствора уксусной кислоты $m_{р-ра(CH_3COOH)} = 200 \text{ г}$
Массовая доля уксусной кислоты $\omega(CH_3COOH) = 20\% = 0.2$
$m_{р-ра(CH_3COOH)} = 0.2 \text{ кг}$
Найти:
Массу цинка $m(Zn)$ - ?
Решение:
1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с уксусной кислотой. Цинк, как металл, стоящий в ряду активности до водорода, вступает в реакцию замещения с кислотой, образуя соль (ацетат цинка) и водород:
$Zn + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$
2. Найдем массу чистой уксусной кислоты, которая содержится в 200 г 20%-го раствора. Для этого используем формулу для массовой доли вещества в растворе:
$m(CH_3COOH) = m_{р-ра(CH_3COOH)} \cdot \omega(CH_3COOH) = 200 \text{ г} \cdot 0.2 = 40 \text{ г}$
3. Вычислим молярные массы реагентов, которые нам понадобятся для дальнейших расчетов (используя округленные значения атомных масс из периодической таблицы: C - 12, H - 1, O - 16, Zn - 65):
Молярная масса цинка: $M(Zn) = 65 \text{ г/моль}$
Молярная масса уксусной кислоты: $M(CH_3COOH) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ г/моль}$
4. Рассчитаем количество вещества (в молях) уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
$n(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{M(CH_3COOH)} = \frac{40 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = \frac{2}{3} \text{ моль} \approx 0.667 \text{ моль}$
5. Согласно уравнению реакции, на 1 моль цинка требуется 2 моль уксусной кислоты. Таким образом, количество вещества цинка будет в два раза меньше, чем количество вещества уксусной кислоты:
$n(Zn) = \frac{1}{2} n(CH_3COOH) = \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{3} \text{ моль} = \frac{1}{3} \text{ моль}$
6. Наконец, зная количество вещества цинка, мы можем вычислить его массу:
$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) = \frac{1}{3} \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} = \frac{65}{3} \text{ г} \approx 21.67 \text{ г}$
Ответ: масса цинка, который может раствориться, составляет 21,67 г.
№176 (с. 116)
Условие. №176 (с. 116)

3.176. К 71,1 мл 30%-го раствора одноосновной карбоновой кислоты (плотность 1,04 г/мл) добавили избыток гидрокарбоната натрия. При этом выделилось 6,72 л газа (н. у.). Определите строение кислоты.
Решение 3. №176 (с. 116)
Дано:
$V(\text{р-ра кислоты}) = 71,1 \text{ мл}$
$\omega(\text{кислоты}) = 30\% = 0,3$
$\rho(\text{р-ра}) = 1,04 \text{ г/мл}$
$V(\text{газа}) = 6,72 \text{ л (н. у.)}$
$\rho(\text{р-ра}) = 1040 \text{ кг/м}^3$
$V(\text{газа}) = 6,72 \times 10^{-3} \text{ м}^3$
Найти:
Строение кислоты - ?
Решение:
1. Запишем уравнение реакции одноосновной карбоновой кислоты (обозначим ее общую формулу как $R-COOH$) с гидрокарбонатом натрия ($NaHCO_3$). В результате реакции выделяется углекислый газ ($CO_2$):
$R-COOH + NaHCO_3 \rightarrow R-COONa + H_2O + CO_2\uparrow$
2. Найдем количество вещества выделившегося газа ($CO_2$). Так как газ измерен при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:
$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{6,72 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,3 \text{ моль}$
3. Согласно уравнению реакции, количество вещества кислоты и углекислого газа соотносятся как 1:1. Следовательно, количество вещества кислоты в растворе также равно 0,3 моль:
$n(R-COOH) = n(CO_2) = 0,3 \text{ моль}$
4. Определим массу раствора кислоты, используя его объем и плотность:
$m(\text{р-ра}) = V(\text{р-ра}) \cdot \rho(\text{р-ра}) = 71,1 \text{ мл} \cdot 1,04 \text{ г/мл} = 73,944 \text{ г}$
5. Найдем массу чистой карбоновой кислоты в растворе, используя массовую долю:
$m(R-COOH) = m(\text{р-ра}) \cdot \omega(R-COOH) = 73,944 \text{ г} \cdot 0,3 = 22,1832 \text{ г}$
6. Теперь, зная массу и количество вещества кислоты, можем вычислить ее молярную массу ($M$):
$M(R-COOH) = \frac{m(R-COOH)}{n(R-COOH)} = \frac{22,1832 \text{ г}}{0,3 \text{ моль}} = 73,944 \text{ г/моль} \approx 74 \text{ г/моль}$
7. Установим формулу кислоты. Молярная масса карбоксильной группы $-COOH$ равна $12 + 16 \cdot 2 + 1 = 45 \text{ г/моль}$. Найдем молярную массу радикала R:
$M(R) = M(R-COOH) - M(COOH) = 74 \text{ г/моль} - 45 \text{ г/моль} = 29 \text{ г/моль}$
Предположим, что R - это алкильный радикал с общей формулой $C_nH_{2n+1}$. Его молярная масса равна $12n + (2n+1) = 14n + 1$.
$14n + 1 = 29$
$14n = 28$
$n = 2$
Таким образом, радикал R - это $C_2H_5-$ (этил). Искомая кислота - пропионовая (пропановая) кислота с формулой $C_2H_5COOH$.
Ее структурная формула: $CH_3-CH_2-COOH$.
Ответ: строение кислоты - $CH_3-CH_2-COOH$ (пропионовая кислота).
№177 (с. 116)
Условие. №177 (с. 116)

3.177. При окислении 200 г раствора муравьиной кислоты аммиачным раствором оксида серебра образовалось 43,2 г осадка. Рассчитайте массовую долю кислоты в исходном растворе.
Решение 3. №177 (с. 116)
Дано:
$m_{раствора(HCOOH)} = 200 \text{ г}$
$m_{осадка(Ag)} = 43,2 \text{ г}$
$m_{раствора(HCOOH)} = 200 \text{ г} = 0,2 \text{ кг}$
$m_{осадка(Ag)} = 43,2 \text{ г} = 0,0432 \text{ кг}$
Найти:
$\omega(HCOOH) - ?$
Решение:
Окисление муравьиной кислоты аммиачным раствором оксида серебра (реактивом Толленса) является качественной реакцией, известной как «реакция серебряного зеркала». Муравьиная кислота, в отличие от других карбоновых кислот, содержит альдегидную группу, которая и окисляется. Осадком является чистое серебро (Ag).
1. Запишем уравнение реакции. Для удобства расчетов используем упрощенную форму, отражающую стехиометрию процесса:
$HCOOH + Ag_2O \xrightarrow{NH_3 \cdot H_2O} CO_2 \uparrow + H_2O + 2Ag \downarrow$
Из уравнения видно, что из 1 моль муравьиной кислоты образуется 2 моль серебра.
2. Рассчитаем молярные массы муравьиной кислоты ($HCOOH$) и серебра ($Ag$):
$M(HCOOH) = 1 + 12 + 16 \cdot 2 + 1 = 46 \text{ г/моль}$
$M(Ag) = 108 \text{ г/моль}$
3. Найдем количество вещества (число моль) выпавшего в осадок серебра:
$n(Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)} = \frac{43,2 \text{ г}}{108 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$
4. По уравнению реакции определим количество вещества муравьиной кислоты, вступившей в реакцию. Cоотношение количеств веществ муравьиной кислоты и серебра составляет $1:2$.
$n(HCOOH) = \frac{1}{2} n(Ag) = \frac{1}{2} \cdot 0,4 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$
5. Рассчитаем массу муравьиной кислоты в исходном растворе:
$m(HCOOH) = n(HCOOH) \cdot M(HCOOH) = 0,2 \text{ моль} \cdot 46 \text{ г/моль} = 9,2 \text{ г}$
6. Теперь найдем массовую долю муравьиной кислоты в исходном растворе:
$\omega(HCOOH) = \frac{m(HCOOH)}{m_{раствора}} \cdot 100\% = \frac{9,2 \text{ г}}{200 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,046 \cdot 100\% = 4,6\%$
Ответ: массовая доля муравьиной кислоты в исходном растворе составляет 4,6%.
№178 (с. 116)
Условие. №178 (с. 116)

3.178. Для нейтрализации 100 г водного раствора, содержащего муравьиную и уксусную кислоты, потребовалось 210,1 г 10%-го раствора гидроксида калия. После упаривания полученного раствора получилось 34,3 г смеси солей. Определите массовые доли кислот в исходном растворе.
Решение 3. №178 (с. 116)
Дано:
$m(р-ра~кислот) = 100~г$
$m(р-ра~KOH) = 210,1~г$
$w(KOH) = 10\% = 0,1$
$m(смеси~солей) = 34,3~г$
Найти:
$w(HCOOH) - ?$
$w(CH_3COOH) - ?$
Решение:
1. Запишем уравнения реакций нейтрализации муравьиной ($HCOOH$) и уксусной ($CH_3COOH$) кислот гидроксидом калия ($KOH$):
$HCOOH + KOH \rightarrow HCOOK + H_2O$
$CH_3COOH + KOH \rightarrow CH_3COOK + H_2O$
В результате реакций образуются формиат калия ($HCOOK$) и ацетат калия ($CH_3COOK$).
2. Рассчитаем молярные массы веществ:
$M(HCOOH) = 1+12+16 \cdot 2+1 = 46~г/моль$
$M(CH_3COOH) = 12 \cdot 2+1 \cdot 4+16 \cdot 2 = 60~г/моль$
$M(KOH) = 39+16+1 = 56~г/моль$
$M(HCOOK) = 1+12+16 \cdot 2+39 = 84~г/моль$
$M(CH_3COOK) = 12 \cdot 2+1 \cdot 3+16 \cdot 2+39 = 98~г/моль$
3. Обозначим количество вещества муравьиной кислоты как $x$ моль, а количество вещества уксусной кислоты как $y$ моль.
$n(HCOOH) = x~моль$
$n(CH_3COOH) = y~моль$
Согласно уравнениям реакций, соотношения веществ 1:1, следовательно:
$n_1(KOH) = n(HCOOH) = n(HCOOK) = x~моль$
$n_2(KOH) = n(CH_3COOH) = n(CH_3COOK) = y~моль$
4. Составим систему уравнений на основе данных задачи.
Первое уравнение составим исходя из общего количества гидроксида калия, пошедшего на нейтрализацию.
Масса чистого $KOH$: $m(KOH) = m(р-ра~KOH) \cdot w(KOH) = 210,1~г \cdot 0,1 = 21,01~г$
Общее количество вещества $KOH$: $n_{общ}(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{21,01~г}{56~г/моль} \approx 0,3752~моль$
Так как $n_{общ}(KOH) = n_1(KOH) + n_2(KOH)$, то получаем первое уравнение:
$x + y = \frac{21,01}{56}$ (1)
Второе уравнение составим исходя из массы смеси солей, которая составляет 34,3 г.
$m(смеси~солей) = m(HCOOK) + m(CH_3COOK) = n(HCOOK) \cdot M(HCOOK) + n(CH_3COOK) \cdot M(CH_3COOK)$
$84x + 98y = 34,3$ (2)
5. Решим полученную систему уравнений:
$\begin{cases} x + y = \frac{21,01}{56} \\ 84x + 98y = 34,3 \end{cases}$
Из первого уравнения выразим $x$: $x = \frac{21,01}{56} - y$
Подставим это выражение во второе уравнение:
$84(\frac{21,01}{56} - y) + 98y = 34,3$
$\frac{84 \cdot 21,01}{56} - 84y + 98y = 34,3$
$1,5 \cdot 21,01 + 14y = 34,3$
$31,515 + 14y = 34,3$
$14y = 34,3 - 31,515$
$14y = 2,785$
$y = \frac{2,785}{14} \approx 0,1989~моль$
Теперь найдем $x$:
$x = \frac{21,01}{56} - \frac{2,785}{14} \approx 0,37518 - 0,19893 = 0,17625~моль$
Итак, $n(HCOOH) = 0,17625~моль$ и $n(CH_3COOH) \approx 0,1989~моль$.
6. Найдем массы кислот в исходном растворе:
$m(HCOOH) = n(HCOOH) \cdot M(HCOOH) = 0,17625~моль \cdot 46~г/моль = 8,1075~г$
$m(CH_3COOH) = n(CH_3COOH) \cdot M(CH_3COOH) = (\frac{2,785}{14})~моль \cdot 60~г/моль \approx 11,9357~г$
7. Определим массовые доли кислот в исходном 100-граммовом растворе:
$w(HCOOH) = \frac{m(HCOOH)}{m(р-ра~кислот)} \cdot 100\% = \frac{8,1075~г}{100~г} \cdot 100\% = 8,1075\% \approx 8,11\%$
$w(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{m(р-ра~кислот)} \cdot 100\% = \frac{11,9357~г}{100~г} \cdot 100\% = 11,9357\% \approx 11,94\%$
Ответ: массовая доля муравьиной кислоты в исходном растворе составляет $8,11\%$, а массовая доля уксусной кислоты – $11,94\%$.
№179 (с. 116)
Условие. №179 (с. 116)

3.179. Какие химические свойства являются общими для карбоновых кислот и а) спиртов; б) карбонильных соединений? Приведите необходимые уравнения реакция и объясните причину общих свойств.
Решение 3. №179 (с. 116)
а) Общие химические свойства карбоновых кислот и спиртов
Общие химические свойства карбоновых кислот и спиртов обусловлены наличием в их молекулах общей функциональной группы — гидроксильной группы (-OH). Эта группа определяет способность обоих классов соединений вступать в реакции с разрывом связи $O-H$ или с замещением всей группы $-OH$.
1. Взаимодействие с активными металлами.
Как спирты, так и карбоновые кислоты реагируют со щелочными и щелочноземельными металлами с выделением водорода. Это связано с подвижностью атома водорода в гидроксогруппе. У кислот эта реакция протекает значительно энергичнее, так как они являются более сильными кислотами, чем спирты.
Пример для спирта (этанол):
$2CH_3CH_2OH + 2Na \rightarrow 2CH_3CH_2ONa + H_2 \uparrow$
Пример для карбоновой кислоты (уксусная кислота):
$2CH_3COOH + 2Na \rightarrow 2CH_3COONa + H_2 \uparrow$
2. Реакция этерификации (образование сложных эфиров).
Это одна из важнейших общих реакций, где гидроксильная группа одного соединения реагирует с гидроксильной группой другого. Спирты реагируют с карбоновыми кислотами в присутствии кислотных катализаторов (например, концентрированной $H_2SO_4$) с образованием сложных эфиров и воды. В этой реакции от молекулы кислоты отщепляется группа $-OH$, а от молекулы спирта — атом водорода из гидроксогруппы.
Пример (уксусная кислота и этанол):
$CH_3COOH + HO-C_2H_5 \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5 + H_2O$
3. Замещение гидроксильной группы на галоген.
Гидроксильную группу как в спиртах, так и в карбоновых кислотах можно заместить на атом галогена при реакции с галогенидами фосфора (например, $PCl_5, PCl_3$) или тионилхлоридом ($SOCl_2$).
Пример для спирта (этанол) с $PCl_5$:
$C_2H_5OH + PCl_5 \rightarrow C_2H_5Cl + POCl_3 + HCl$
Пример для карбоновой кислоты (уксусная кислота) с $PCl_5$:
$CH_3COOH + PCl_5 \rightarrow CH_3COCl + POCl_3 + HCl$
Ответ: Общие свойства карбоновых кислот и спиртов обусловлены наличием гидроксогруппы (-OH). К ним относятся: взаимодействие с активными металлами, реакция этерификации и замещение гидроксогруппы на галоген.
б) Общие химические свойства карбоновых кислот и карбонильных соединений
Общие химические свойства карбоновых кислот и карбонильных соединений (альдегидов и кетонов) обусловлены наличием в их молекулах общей группы — карбонильной группы ( >C=O ). Атом углерода в этой группе из-за высокой электроотрицательности кислорода несет частичный положительный заряд ($C^{\delta+}$), что делает его электрофильным центром, а двойная связь $C=O$ способна к восстановлению (присоединению водорода).
1. Реакции восстановления.
Наиболее характерным общим свойством является способность к восстановлению. Карбонильная группа в альдегидах, кетонах и карбоновых кислотах может быть восстановлена до спиртовой группы. Однако для восстановления карбоновых кислот требуются более сильные восстановители (например, алюмогидрид лития $LiAlH_4$), чем для альдегидов и кетонов.
Пример восстановления карбоновой кислоты (уксусная кислота) до первичного спирта:
$CH_3COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4, \text{затем } H_2O} CH_3CH_2OH + H_2O$
Пример восстановления альдегида (этаналь) до первичного спирта:
$CH_3CHO + 2[H] \xrightarrow{NaBH_4 \text{ или } Ni, t} CH_3CH_2OH$
Пример восстановления кетона (пропанон-2) до вторичного спирта:
$CH_3COCH_3 + 2[H] \xrightarrow{NaBH_4 \text{ или } Ni, t} CH_3CH(OH)CH_3$
Во всех случаях происходит восстановление карбонильной группы.
Ответ: Общее свойство карбоновых кислот и карбонильных соединений обусловлено наличием карбонильной группы (>C=O). Ключевым общим свойством является способность к восстановлению, в результате которого карбонильная группа превращается в спиртовую.
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.