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

Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 173, Условие

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 174, Условие

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 175, Условие

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 176, Условие

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:

$V(\text{р-ра кислоты}) = 71,1 \text{ мл}$

$\omega(\text{кислоты}) = 30\% = 0,3$

$\rho(\text{р-ра}) = 1,04 \text{ г/мл}$

$V(\text{газа}) = 6,72 \text{ л (н. у.)}$

$V(\text{р-ра кислоты}) = 71,1 \times 10^{-6} \text{ м}^3$
$\rho(\text{р-ра}) = 1040 \text{ кг/м}^3$
$V(\text{газа}) = 6,72 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 177, Условие

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 178, Условие

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)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 116, номер 179, Условие

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.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться