Номер 1, страница 136 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. На нейтрализацию предельной одноосновной карбоновой кислоты затрачено 4 г $NaOH$. В результате реакции получили 9,6 г соли. Определите формулу кислоты.

Ответы. $C_2H_5COOH$

1. Дано:

$m(NaOH) = 4 \text{ г}$

$m(\text{соли}) = 9.6 \text{ г}$

Кислота - предельная одноосновная карбоновая.

Найти:

Формулу кислоты - ?

Решение:

Запишем уравнение реакции нейтрализации предельной одноосновной карбоновой кислоты гидроксидом натрия в общем виде. Общая формула таких кислот - $C_nH_{2n+1}COOH$. Реакция протекает по следующей схеме:

$C_nH_{2n+1}COOH + NaOH \rightarrow C_nH_{2n+1}COONa + H_2O$

Найдем количество вещества (моль) гидроксида натрия, вступившего в реакцию. Для этого сначала рассчитаем его молярную массу.

$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества NaOH:

$\nu(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, кислота, щелочь и соль находятся в мольном соотношении 1:1:1. Следовательно, количество вещества образовавшейся соли также равно 0.1 моль.

$\nu(C_nH_{2n+1}COONa) = \nu(NaOH) = 0.1 \text{ моль}$

Зная массу образовавшейся соли (9,6 г) и ее количество вещества (0.1 моль), мы можем определить молярную массу соли:

$M(\text{соли}) = M(C_nH_{2n+1}COONa) = \frac{m(\text{соли})}{\nu(\text{соли})} = \frac{9.6 \text{ г}}{0.1 \text{ моль}} = 96 \text{ г/моль}$

Теперь выразим молярную массу соли через n, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы:

$M(C_nH_{2n+1}COONa) = M(C) \cdot n + M(H) \cdot (2n+1) + M(C) + M(O) \cdot 2 + M(Na)$

$M(C_nH_{2n+1}COONa) = 12 \cdot n + 1 \cdot (2n+1) + 12 + 16 \cdot 2 + 23$

$M(C_nH_{2n+1}COONa) = 12n + 2n + 1 + 12 + 32 + 23 = 14n + 68$

Приравняем полученное выражение к вычисленному значению молярной массы соли:

$14n + 68 = 96$

Решим уравнение относительно n:

$14n = 96 - 68$

$14n = 28$

$n = \frac{28}{14} = 2$

Таким образом, углеводородный радикал в кислоте содержит 2 атома углерода. Его формула $C_2H_{2 \cdot 2 + 1}$, то есть $C_2H_5$ (этил).

Подставляем найденный радикал в общую формулу кислоты и получаем искомую формулу: $C_2H_5COOH$ (пропановая кислота).

Ответ: $C_2H_5COOH$