Номер 3, страница 29, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. В реакции "серебряного зеркала" с участием 1,32 г альдегида выпадает 6,48 г осадка. Выведите молекулярную формулу альдегида.

Ответ: ацетальдегид.

Дано:

$m(альдегид) = 1,32 \text{ г}$

$m(осадок) = 6,48 \text{ г}$

Найти:

Молекулярная формула альдегида - ?

Решение:

Реакция "серебряного зеркала" - это качественная реакция на альдегидную группу, в ходе которой альдегид окисляется аммиачным раствором оксида серебра (реактивом Толленса). При этом серебро восстанавливается до металлического состояния и выпадает в виде осадка, создавая на стенках сосуда зеркальный налёт.

Запишем уравнение реакции в общем виде для альдегида:

$R-CHo + 2[Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow R-COONH_4 + 2Ag \downarrow + 3NH_3 + H_2O$

Осадком, который выпадает в данной реакции, является металлическое серебро ($Ag$).

1. Найдем количество вещества (моль) выпавшего серебра. Молярная масса серебра $M(Ag)$ составляет приблизительно 108 г/моль.

$n(Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)} = \frac{6,48 \text{ г}}{108 \text{ г/моль}} = 0,06 \text{ моль}$

2. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, на 1 моль альдегида образуется 2 моль серебра. Следовательно, количество вещества альдегида в два раза меньше количества вещества серебра.

$n(альдегид) = \frac{1}{2} n(Ag) = \frac{1}{2} \times 0,06 \text{ моль} = 0,03 \text{ моль}$

3. Зная массу и количество вещества альдегида, мы можем рассчитать его молярную массу.

$M(альдегид) = \frac{m(альдегид)}{n(альдегид)} = \frac{1,32 \text{ г}}{0,03 \text{ моль}} = 44 \text{ г/моль}$

4. Установим молекулярную формулу альдегида. Общая формула для гомологического ряда предельных одноатомных альдегидов - $C_nH_{2n}O$. Выразим молярную массу через $\text{n}$ (где n - число атомов углерода):

$M(C_nH_{2n}O) = 12 \cdot n + 1 \cdot 2n + 16 = 14n + 16$

Приравняем это выражение к найденной молярной массе:

$14n + 16 = 44$

$14n = 44 - 16$

$14n = 28$

$n = 2$

Таким образом, в молекуле альдегида содержится 2 атома углерода. Его молекулярная формула - $C_2H_4O$.

Эта формула соответствует уксусному альдегиду (ацетальдегиду), структурная формула которого $CH_3CHO$. Проверим его молярную массу:

$M(C_2H_4O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 16 = 24 + 4 + 16 = 44 \text{ г/моль}$.

Расчеты подтверждают, что неизвестный альдегид - это ацетальдегид.

Ответ: Молекулярная формула альдегида - $C_2H_4O$ (ацетальдегид).