Страница 96 - 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 96

№80 (с. 96)
Условие. №80 (с. 96)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 96, номер 80, Условие

3.80. При окислении циклического спирта массой 62,4 г подкисленным раствором дихромата калия образовался кетон массой 51,98 г. Выход составил 85% от теоретического. Определите молекулярную формулу спирта, составьте структурные формулы возможных изомеров и запишите уравнения реакций их окисления.

Решение 3. №80 (с. 96)

Дано:

mспирта = 62,4 г
mкетона, практическая = 51,98 г
η (выход) = 85% или 0,85

Найти:

Молекулярную формулу спирта
Структурные формулы возможных изомеров
Уравнения реакций их окисления

Решение:

Определите молекулярную формулу спирта

При окислении циклического спирта образуется кетон, это означает, что исходный спирт является вторичным.Общая формула предельного одноатомного циклического спирта (циклоалканола) - $C_n H_{2n}O$.При его окислении образуется соответствующий кетон (циклоалканон) с общей формулой $C_n H_{2n-2}O$.

Сначала найдем теоретическую массу кетона, которая могла бы получиться при 100% выходе реакции:
$\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}}$
$m_{теор.} = \frac{m_{практ.}}{\eta} = \frac{51,98 \text{ г}}{0,85} \approx 61,153 \text{ г}$

Схема реакции: $C_n H_{2n}O \rightarrow C_n H_{2n-2}O$.
Соотношение количеств вещества спирта и теоретического количества кетона равно 1:1.
$\nu(C_n H_{2n}O) = \nu(C_n H_{2n-2}O)$

Молярная масса спирта: $M(C_n H_{2n}O) = 12n + 2n + 16 = (14n + 16)$ г/моль.
Молярная масса кетона: $M(C_n H_{2n-2}O) = 12n + (2n-2) + 16 = (14n + 14)$ г/моль.

Составим пропорцию, используя формулу $\nu = \frac{m}{M}$:
$\frac{m_{спирта}}{M_{спирта}} = \frac{m_{кетона, теор.}}{M_{кетона}}$
$\frac{62,4}{14n + 16} = \frac{61,153}{14n + 14}$
Решим уравнение относительно n:
$62,4 \cdot (14n + 14) = 61,153 \cdot (14n + 16)$
$873,6n + 873,6 = 856,142n + 978,448$
$873,6n - 856,142n = 978,448 - 873,6$
$17,458n = 104,848$
$n = \frac{104,848}{17,458} \approx 6$
Следовательно, в молекуле спирта 6 атомов углерода.

Ответ: Молекулярная формула спирта $C_6H_{12}O$.

составьте структурные формулы возможных изомеров

Возможными структурными изомерами вторичных циклических спиртов с формулой $C_6H_{12}O$ являются циклоалканолы с разным размером цикла и положением алкильных заместителей. Основные из них:
1. Циклогексанол
2. 2-Метилциклопентанол
3. 3-Метилциклопентанол
4. 2-Этилциклобутанол
5. 3-Этилциклобутанол

Ответ: Возможные изомеры: циклогексанол ($C_6H_{11}OH$), 2-метилциклопентанол ($CH_3C_5H_8OH$), 3-метилциклопентанол ($CH_3C_5H_8OH$) и другие.

запишите уравнения реакций их окисления

Уравнения реакций окисления для основных изомеров подкисленным раствором дихромата калия. Окисление вторичных спиртов приводит к образованию соответствующих кетонов.

1. Окисление циклогексанола до циклогексанона:
$3C_6H_{11}OH + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3C_6H_{10}O + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$

2. Окисление 2-метилциклопентанола до 2-метилциклопентанона:
$3CH_3C_5H_8OH + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3C_5H_7O + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$

3. Окисление 3-метилциклопентанола до 3-метилциклопентанона:
$3CH_3C_5H_8OH + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3C_5H_7O + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$

Ответ:
$3C_6H_{11}OH (\text{циклогексанол}) + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3C_6H_{10}O (\text{циклогексанон}) + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$
$3CH_3C_5H_8OH (\text{2-метилциклопентанол}) + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3C_5H_7O (\text{2-метилциклопентанон}) + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$

№81 (с. 96)
Условие. №81 (с. 96)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 96, номер 81, Условие

3.81. При внутримолекулярной дегидратации предельного одноатомного спирта образовался непредельный углеводород, объём которого в 3 раза меньше, чем объём углекислого газа, получаемого при сжигании такого же количества спирта. Установите молекулярную формулу спирта.

Решение 3. №81 (с. 96)

Дано:

Предельный одноатомный спирт.

Отношение объемов: $\frac{V(CO_2)}{V(\text{ненасыщенный углеводород})} = 3$

Количество спирта в обеих реакциях одинаковое.

Найти:

Молекулярную формулу спирта.

Решение:

1. Запишем общую формулу предельного одноатомного спирта: $C_nH_{2n+1}OH$.

2. Составим уравнение реакции внутримолекулярной дегидратации спирта. В результате образуется непредельный углеводород (алкен) с общей формулой $C_nH_{2n}$ и вода:

$C_nH_{2n+1}OH \rightarrow C_nH_{2n} + H_2O$

Из уравнения следует, что из 1 моль спирта образуется 1 моль алкена. Если взять $\nu$ моль спирта, то количество вещества образовавшегося алкена будет равно:

$\nu(C_nH_{2n}) = \nu(\text{спирта})$

3. Составим уравнение реакции горения того же количества спирта. В результате образуется углекислый газ ($CO_2$) и вода:

$C_nH_{2n+1}OH + \frac{3n}{2}O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$

Из этого уравнения видно, что при сжигании 1 моль спирта образуется $n$ моль углекислого газа. Следовательно, при сжигании $\nu$ моль спирта количество вещества углекислого газа будет равно:

$\nu(CO_2) = n \cdot \nu(\text{спирта})$

4. По условию задачи, объем углекислого газа в 3 раза больше объема полученного непредельного углеводорода. Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях объемы газов относятся так же, как их количества вещества (в молях).

$V(CO_2) = 3 \cdot V(C_nH_{2n}) \Rightarrow \nu(CO_2) = 3 \cdot \nu(C_nH_{2n})$

5. Подставим в это соотношение выражения для количеств веществ, полученные в пунктах 2 и 3:

$n \cdot \nu(\text{спирта}) = 3 \cdot \nu(\text{спирта})$

Разделив обе части уравнения на $\nu(\text{спирта})$ (которое не равно нулю), получим значение $n$:

$n = 3$

6. Зная $n$, мы можем установить молекулярную формулу спирта, подставив значение $n=3$ в общую формулу $C_nH_{2n+1}OH$:

$C_3H_{2 \cdot 3 + 1}OH \Rightarrow C_3H_7OH$

Молекулярная формула спирта - $C_3H_8O$.

Ответ: Молекулярная формула спирта - $C_3H_8O$.

№82 (с. 96)
Условие. №82 (с. 96)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 96, номер 82, Условие

3.82. Бесцветный газ G объёмом 2,18 л (при 25 °C, давление 1 атм) поглотили с помощью 400 мл 20%-го раствора гидроксида калия (плотность 1,22 г/см3). При этом масса раствора увеличилась на 3,93 г. Полученный раствор упарили досуха и прокалили для удаления следов воды. Масса твёрдого остатка составила 97,6 г. Определите неизвестный газ G и напишите уравнение реакции G с раствором щёлочи. Где применяется газ G?

Решение 3. №82 (с. 96)

Дано:

$V(\text{G}) = 2,18 \text{ л}$
$T = 25 \text{ °C}$
$P = 1 \text{ атм}$
$m(\text{G}) = 3,93 \text{ г}$ (увеличение массы раствора)
$V(\text{р-ра KOH}) = 400 \text{ мл}$
$\omega(\text{KOH}) = 20\%$
$\rho(\text{р-ра KOH}) = 1,22 \text{ г/см}^3$
$m(\text{тв. остатка}) = 97,6 \text{ г}$

$V(\text{G}) = 2,18 \times 10^{-3} \text{ м}^3$
$T = 25 + 273,15 = 298,15 \text{ K}$
$P = 101325 \text{ Па}$
$m(\text{G}) = 3,93 \times 10^{-3} \text{ кг}$
$V(\text{р-ра KOH}) = 400 \times 10^{-6} \text{ м}^3$
$\rho(\text{р-ра KOH}) = 1220 \text{ кг/м}^3$
$m(\text{тв. остатка}) = 97,6 \times 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

1. Формулу газа G.
2. Уравнение реакции G с раствором щёлочи.
3. Области применения газа G.

Решение:

1. Определим молярную массу неизвестного газа G, используя уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

$PV = nRT \implies n = \frac{PV}{RT}$

где $n(\text{G})$ - количество вещества газа G, $R$ - универсальная газовая постоянная ($0,08206 \frac{\text{л} \cdot \text{атм}}{\text{моль} \cdot \text{K}}$).

$n(\text{G}) = \frac{1 \text{ атм} \cdot 2,18 \text{ л}}{0,08206 \frac{\text{л} \cdot \text{атм}}{\text{моль} \cdot \text{K}} \cdot (25 + 273) \text{ K}} = \frac{2,18}{0,08206 \cdot 298} \approx 0,0892 \text{ моль}$

Теперь найдём молярную массу газа G, зная его массу, поглощённую раствором:

$M(\text{G}) = \frac{m(\text{G})}{n(\text{G})} = \frac{3,93 \text{ г}}{0,0892 \text{ моль}} \approx 44,06 \text{ г/моль}$

Молярная масса 44 г/моль соответствует углекислому газу ($CO_2$), который является бесцветным газом и реагирует со щелочами. Молярная масса $CO_2$ равна $12,01 + 2 \cdot 16,00 = 44,01$ г/моль, что практически совпадает с нашим расчетом. Таким образом, газ G — это диоксид углерода ($CO_2$).

2. Напишем уравнение реакции и проверим его соответствие остальным данным задачи. Сначала рассчитаем массу и количество вещества гидроксида калия в исходном растворе:

$m(\text{р-ра KOH}) = V \cdot \rho = 400 \text{ мл} \cdot 1,22 \text{ г/мл} = 488 \text{ г}$

$m(\text{KOH}) = m(\text{р-ра KOH}) \cdot \omega(\text{KOH}) = 488 \text{ г} \cdot 0,20 = 97,6 \text{ г}$

$M(\text{KOH}) = 39,1 + 16,0 + 1,0 = 56,1 \text{ г/моль}$

$n(\text{KOH}) = \frac{m(\text{KOH})}{M(\text{KOH})} = \frac{97,6 \text{ г}}{56,1 \text{ г/моль}} \approx 1,7398 \text{ моль}$

Сравним количество вещества щёлочи и углекислого газа:

$\frac{n(\text{KOH})}{n(CO_2)} = \frac{1,7398}{0,0892} \approx 19,5$

Соотношение больше 2, следовательно, гидроксид калия находится в большом избытке, и реакция будет идти с образованием средней соли — карбоната калия:

$CO_2 + 2KOH \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

3. Проверим массу твёрдого остатка после выпаривания и прокаливания. Остаток состоит из образовавшегося карбоната калия и избытка гидроксида калия.

Количество $KOH$, вступившего в реакцию:

$n(\text{KOH}_{\text{реаг.}}) = 2 \cdot n(CO_2) = 2 \cdot 0,0892 = 0,1784 \text{ моль}$

Количество $K_2CO_3$, образовавшегося в результате реакции:

$n(K_2CO_3) = n(CO_2) = 0,0892 \text{ моль}$

Масса образовавшегося $K_2CO_3$ ($M(K_2CO_3) = 138,2$ г/моль):

$m(K_2CO_3) = 0,0892 \text{ моль} \cdot 138,2 \text{ г/моль} \approx 12,33 \text{ г}$

Количество избыточного $KOH$:

$n(\text{KOH}_{\text{изб.}}) = n(\text{KOH})_{\text{исх.}} - n(\text{KOH})_{\text{реаг.}} = 1,7398 - 0,1784 = 1,5614 \text{ моль}$

Масса избыточного $KOH$:

$m(\text{KOH}_{\text{изб.}}) = 1,5614 \text{ моль} \cdot 56,1 \text{ г/моль} \approx 87,59 \text{ г}$

Теоретическая масса твёрдого остатка:

$m(\text{тв. остатка})_{\text{теор.}} = m(K_2CO_3) + m(\text{KOH}_{\text{изб.}}) = 12,33 \text{ г} + 87,59 \text{ г} = 99,92 \text{ г}$

Расчётная масса твёрдого остатка (99,92 г) не совпадает с массой, указанной в условии задачи (97,6 г). Интересно, что указанная масса остатка в точности равна исходной массе гидроксида калия. Это указывает на вероятную ошибку в условии задачи, так как при реакции $CO_2$ с $KOH$ масса твёрдых веществ должна увеличиваться за счёт замены двух молей $KOH$ (масса $2 \cdot 56,1 = 112,2$ г) на один моль $K_2CO_3$ (масса 138,2 г). Тем не менее, все остальные данные однозначно указывают на то, что газ G — это $CO_2$.

4. Газ G (диоксид углерода) находит широкое применение:

  • в производстве газированных напитков;
  • в качестве хладагента ("сухой лёд");
  • в огнетушителях (не поддерживает горение);
  • как инертная среда при сварке и для упаковки пищевых продуктов;
  • в химической промышленности для синтеза мочевины, соды, салициловой кислоты.

Ответ:

Неизвестный газ G — это диоксид углерода ($CO_2$).

Уравнение реакции G с раствором щёлочи: $CO_2 + 2KOH \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$.

Газ $CO_2$ применяется в пищевой промышленности (газирование напитков), в качестве хладагента (сухой лёд), в огнетушителях и как сырьё в химическом синтезе.

№83 (с. 96)
Условие. №83 (с. 96)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 96, номер 83, Условие

3.83. Продукт окисления первичного одноатомного спирта на 15,9% тяжелее спирта. Определите молекулярную формулу и структуру спирта, если известно, что окисление происходит со 100%-м выходом, а исходный спирт существует в виде двух энантиомеров. Напишите уравнение взаимодействия спирта с избытком дихромата калия в сернокислой среде.

Решение 3. №83 (с. 96)

Дано:

Спирт: первичный, одноатомный
Отношение молярных масс: $M_{продукта} = M_{спирта} \cdot (1 + \frac{15.9}{100}) = 1.159 \cdot M_{спирта}$
Выход реакции: 100%
Свойство спирта: существует в виде двух энантиомеров (является хиральным)
Реагенты для окисления: избыток $K_2Cr_2O_7$ в $H_2SO_4$

Найти:

1. Молекулярную формулу спирта.
2. Структурную формулу спирта.
3. Уравнение реакции окисления спирта дихроматом калия в серной кислоте.

Решение:

1. Определение молекулярной формулы и структуры спирта

Общая формула предельных одноатомных спиртов - $C_nH_{2n+1}OH$ или $C_nH_{2n+2}O$. Молярная масса спирта ($M_{спирта}$) рассчитывается как: $M_{спирта} = 12 \cdot n + 1 \cdot (2n + 2) + 16 = 14n + 18$ г/моль.

Окисление первичного спирта в жестких условиях (избыток дихромата калия в кислой среде) приводит к образованию карбоновой кислоты. Реакция протекает по схеме: $R-CH_2OH + 2[O] \rightarrow R-COOH + H_2O$ При этом из молекулы спирта уходят два атома водорода и добавляется один атом кислорода. Общая формула образующейся карбоновой кислоты будет $C_nH_{2n}O_2$.

Молярная масса карбоновой кислоты ($M_{кислоты}$), являющейся продуктом окисления, рассчитывается как: $M_{кислоты} = 12 \cdot n + 1 \cdot 2n + 16 \cdot 2 = 14n + 32$ г/моль.

По условию задачи, продукт окисления на 15,9% тяжелее исходного спирта. Составим уравнение: $M_{кислоты} = M_{спирта} + 0.159 \cdot M_{спирта} = 1.159 \cdot M_{спирта}$ Подставим выражения для молярных масс: $14n + 32 = 1.159 \cdot (14n + 18)$ $14n + 32 = 16.226n + 20.862$ $16.226n - 14n = 32 - 20.862$ $2.226n = 11.138$ $n = \frac{11.138}{2.226} \approx 5$

Следовательно, в молекуле спирта содержится 5 атомов углерода. Молекулярная формула спирта: $C_5H_{12}O$.

Теперь определим структуру спирта. Известно, что это первичный спирт, который существует в виде двух энантиомеров, то есть его молекула хиральна (содержит асимметрический атом углерода — хиральный центр). Рассмотрим возможные изомеры первичных спиртов состава $C_5H_{12}O$:
1. Пентан-1-ол: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2OH$. Не содержит хирального центра.
2. 2-Метилбутан-1-ол: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2OH$. Атом углерода в положении 2 связан с четырьмя разными заместителями: $-H$, $-CH_3$, $-C_2H_5$ и $-CH_2OH$. Этот атом является хиральным центром, следовательно, это вещество существует в виде пары энантиомеров.
3. 3-Метилбутан-1-ол: $(CH_3)_2CH-CH_2-CH_2OH$. Не содержит хирального центра.
4. 2,2-Диметилпропан-1-ол: $(CH_3)_3C-CH_2OH$. Не содержит хирального центра.

Таким образом, искомый спирт — это 2-метилбутан-1-ол.

Ответ: Молекулярная формула спирта - $C_5H_{12}O$. Структурная формула - 2-метилбутан-1-ол, $CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2OH$.

2. Написание уравнения взаимодействия спирта с избытком дихромата калия в сернокислой среде

2-метилбутан-1-ол окисляется избытком дихромата калия в серной кислоте до 2-метилбутановой кислоты. Составим уравнение реакции, используя метод электронного баланса.
В ходе реакции углеродный атом, связанный с гидроксильной группой, изменяет свою степень окисления с -1 до +3, а хром в дихромат-ионе восстанавливается с +6 до +3.
Составим полуреакции:
$C^{-1} - 4e^- \rightarrow C^{+3} \quad | \times 3$ (окисление)
$2Cr^{+6} + 6e^- \rightarrow 2Cr^{+3} \quad | \times 2$ (восстановление)
Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, находим наименьшее общее кратное (12) и расставляем коэффициенты.

Полное сбалансированное уравнение реакции: $3CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2OH + 2K_2Cr_2O_7 + 8H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3CH_2CH(CH_3)COOH + 2K_2SO_4 + 2Cr_2(SO_4)_3 + 11H_2O$

Ответ: $3CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2OH + 2K_2Cr_2O_7 + 8H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3CH_2CH(CH_3)COOH + 2K_2SO_4 + 2Cr_2(SO_4)_3 + 11H_2O$.

№84 (с. 96)
Условие. №84 (с. 96)
ГДЗ Химия, 10-11 класс Задачник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Дроздов Андрей Анатольевич, Ромашов Леонид Владимирович, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 96, номер 84, Условие

3.84. Смесь этиленгликоля и разветвлённого одноатомного спирта, содержащего в молекуле одну связь С=С, окислили нейтральным раствором перманганата калия при низкой температуре. Если для проведения реакции взять 13,8 г смеси спиртов, то образуется 8,12 г осадка. С той же массой исходной смеси может прореагировать 15,6 г уксусной кислоты. Установите структурную формулу непредельного спирта и приведите уравнения описанных в задаче реакций.

Решение 3. №84 (с. 96)

Дано:

$m(\text{смеси}) = 13,8 \text{ г}$

$m(MnO_2) = 8,12 \text{ г}$

$m(CH_3COOH) = 15,6 \text{ г}$

Смесь состоит из этиленгликоля ($HO-CH_2-CH_2-OH$) и разветвлённого одноатомного спирта с одной связью $C=C$.

Найти:

Структурную формулу непредельного спирта и уравнения описанных в задаче реакций.

Решение:

1. Запишем реакции, описанные в задаче. Непредельный спирт (обозначим его как $Alc_{un}$) содержит одну двойную связь и одну гидроксильную группу. Этиленгликоль ($EG$) — двухатомный спирт.

а) Реакция с нейтральным раствором перманганата калия (реакция Вагнера). Реагирует только непредельный спирт, так как он содержит двойную связь. Образующийся осадок — диоксид марганца ($MnO_2$).

$3 Alc_{un} + 2 KMnO_4 + 4 H_2O \rightarrow 3 \text{Триол} + 2 MnO_2\downarrow + 2 KOH$

б) Реакция с уксусной кислотой (этерификация). Реагируют оба спирта.

$HO-CH_2-CH_2-OH + 2 CH_3COOH \rightleftharpoons \text{Диэфир} + 2 H_2O$

$Alc_{un} + CH_3COOH \rightleftharpoons \text{Эфир} + H_2O$

2. Рассчитаем количество вещества непредельного спирта по массе образовавшегося осадка.

Молярная масса диоксида марганца:

$M(MnO_2) = 54,9 + 2 \cdot 16,0 = 86,9 \text{ г/моль}$

Количество вещества $MnO_2$:

$n(MnO_2) = \frac{m(MnO_2)}{M(MnO_2)} = \frac{8,12 \text{ г}}{86,9 \text{ г/моль}} \approx 0,09344 \text{ моль}$

Из стехиометрии реакции окисления следует:

$n(Alc_{un}) = \frac{3}{2} n(MnO_2) = \frac{3}{2} \cdot 0,09344 \text{ моль} \approx 0,14 \text{ моль}$

3. Рассчитаем количество вещества этиленгликоля.

Молярная масса уксусной кислоты:

$M(CH_3COOH) = 2 \cdot 12,0 + 4 \cdot 1,0 + 2 \cdot 16,0 = 60,0 \text{ г/моль}$

Количество вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:

$n(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{M(CH_3COOH)} = \frac{15,6 \text{ г}}{60,0 \text{ г/моль}} = 0,26 \text{ моль}$

Общее количество вещества гидроксильных групп в смеси равно количеству вещества прореагировавшей кислоты:

$n_{общ}(-OH) = 2 \cdot n(EG) + 1 \cdot n(Alc_{un}) = n(CH_3COOH)$

Подставим известное значение $n(Alc_{un})$:

$2 \cdot n(EG) + 0,14 \text{ моль} = 0,26 \text{ моль}$

$2 \cdot n(EG) = 0,12 \text{ моль}$

$n(EG) = 0,06 \text{ моль}$

4. Определим молярную массу и формулу непредельного спирта.

Масса этиленгликоля в смеси:

$M(EG) = M(C_2H_6O_2) = 2 \cdot 12,0 + 6 \cdot 1,0 + 2 \cdot 16,0 = 62,0 \text{ г/моль}$

$m(EG) = n(EG) \cdot M(EG) = 0,06 \text{ моль} \cdot 62,0 \text{ г/моль} = 3,72 \text{ г}$

Масса непредельного спирта в смеси:

$m(Alc_{un}) = m(\text{смеси}) - m(EG) = 13,8 \text{ г} - 3,72 \text{ г} = 10,08 \text{ г}$

Молярная масса непредельного спирта:

$M(Alc_{un}) = \frac{m(Alc_{un})}{n(Alc_{un})} = \frac{10,08 \text{ г}}{0,14 \text{ моль}} = 72,0 \text{ г/моль}$

Общая формула непредельных одноатомных спиртов — $C_nH_{2n}O$.

Выразим молярную массу через $n$: $M = 12n + 2n \cdot 1 + 16 = 14n + 16$.

$14n + 16 = 72$

$14n = 56 \Rightarrow n = 4$

Молекулярная формула спирта — $C_4H_8O$.

Установление структурной формулы непредельного спирта

Согласно условию, спирт имеет разветвлённое строение. Для формулы $C_4H_8O$ существует единственный изомер, который является стабильным разветвлённым непредельным спиртом — это 2-метилпроп-2-ен-1-ол.

Ответ: Структурная формула непредельного спирта — 2-метилпроп-2-ен-1-ол: $CH_2=C(CH_3)-CH_2OH$.

Уравнения описанных в задаче реакций

1. Окисление 2-метилпроп-2-ен-1-ола нейтральным раствором перманганата калия:

$3 CH_2=C(CH_3)-CH_2OH + 2 KMnO_4 + 4 H_2O \rightarrow 3 HOCH_2-C(OH)(CH_3)-CH_2OH + 2 MnO_2\downarrow + 2 KOH$

2. Этерификация этиленгликоля уксусной кислотой:

$HO-CH_2-CH_2-OH + 2 CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO-CH_2-CH_2-OOCCH_3 + 2 H_2O$

3. Этерификация 2-метилпроп-2-ен-1-ола уксусной кислотой:

$CH_2=C(CH_3)-CH_2OH + CH_3COOH \rightleftharpoons CH_2=C(CH_3)-CH_2-OOCCH_3 + H_2O$

Ответ:

$3 CH_2=C(CH_3)-CH_2OH + 2 KMnO_4 + 4 H_2O \rightarrow 3 HOCH_2-C(OH)(CH_3)-CH_2OH + 2 MnO_2\downarrow + 2 KOH$

$HO-CH_2-CH_2-OH + 2 CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO-CH_2-CH_2-OOCCH_3 + 2 H_2O$

$CH_2=C(CH_3)-CH_2OH + CH_3COOH \rightleftharpoons CH_2=C(CH_3)-CH_2-OOCCH_3 + H_2O$

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться