Номер 5, страница 81 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

Уксусная кислота ($CH_3COOH$), имеющая код пищевой добавки E260, относится к гомологическому ряду насыщенных одноосновных карбоновых кислот. Общая формула этого ряда — $C_nH_{2n+1}COOH$ (где $n \ge 0$). Гомологи отличаются друг от друга на одну или несколько групп $-CH_2-$.

Предыдущий гомолог в ряду будет содержать на один атом углерода меньше, чем уксусная кислота (в которой 2 атома углерода), а следующий — на один атом углерода больше.

Предыдущий представитель (E236)

Предыдущим гомологом уксусной кислоты является кислота с одним атомом углерода — метановая, или муравьиная кислота ($HCOOH$). Ее код как пищевой добавки — E236.

Структурная формула муравьиной кислоты:

 O //H-C \ O-H 

Одним из промышленных способов получения муравьиной кислоты является двухстадийный синтез из оксида углерода(II) и гидроксида натрия:

1. Получение формиата натрия из монооксида углерода и гидроксида натрия при нагревании и под давлением:

$CO + NaOH \xrightarrow{120-150^\circ C, 6-8 \text{ атм}} HCOONa$

2. Обработка формиата натрия сильной кислотой, например, серной:

$2HCOONa + H_2SO_4 \rightarrow 2HCOOH + Na_2SO_4$

Ответ: Предыдущий гомолог — муравьиная кислота ($HCOOH$). Ее структурная формула H-COOH, уравнение реакции получения (один из способов): $2HCOONa + H_2SO_4 \rightarrow 2HCOOH + Na_2SO_4$.

Следующий представитель (E280)

Следующим гомологом уксусной кислоты является кислота с тремя атомами углерода — пропановая, или пропионовая кислота ($CH_3CH_2COOH$). Ее код как пищевой добавки — E280.

Структурная формула пропионовой кислоты:

 O //CH₃-CH₂-C \ O-H 

Пропионовую кислоту в промышленности получают каталитическим карбонилированием этилена в присутствии воды:

$CH_2=CH_2 + CO + H_2O \xrightarrow{\text{катализатор, t, p}} CH_3CH_2COOH$

Другой распространенный способ — окисление пропаналя (пропионового альдегида) или пропанола-1:

$5CH_3CH_2CHO + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3CH_2COOH + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 3H_2O$

Ответ: Следующий гомолог — пропионовая кислота ($CH_3CH_2COOH$). Ее структурная формула $CH_3CH_2COOH$, уравнение реакции получения (один из способов): $CH_2=CH_2 + CO + H_2O \xrightarrow{\text{кат.}} CH_3CH_2COOH$.