Определение качественного и количественного состава смеси

Органических соединений

Некоторую сложность представляют задачи на определение качественного и количественного составов смесей органических веществ. При их решении необходимо иметь в виду, что самую сложную задачу всегда можно разложить на несколько типов простых задач, для решения которых используются стандартные приемы. И еще, подобные задачи невозможно решить, не имея глубоких теоретических знаний о способах получения и свойствах органических соединений.

З а д а ч а 9: 26,8 г смеси двух одноосновных органических кислот растворили в воде. Половину раствора обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра, при этом выделилось 21,6 г серебра. На нейтрализацию всей смеси кислот потребовалось бы 200 мл 2 М раствора гидроксида натрия. Определите структурные формулы кислот и их количества в смеси.

Р е ш е н и е: С аммиачным раствором оксида серебра реагирует только муравьиная кислота:

НСООН + Аg₂O          CO₂ + H₂O + 2 Ag ¯

     В результате реакции выделилось 21,6: 108 = 0,2 моль серебра. Значит, в половине раствора смеси содержится 0,1 моль кислоты, а в исходной смеси 0,2 моль или 0,2 ^. 46 = 9,2 г. Масса второй кислоты равна 26,8 – 9,2 = 17,6 г.

Запишем уравнения реакций взаимодействия кислот с гидроксидом натрия:

НСООН + NaOH            НСООNa + H₂O

C_nH_2n+1COOH + NaOH           C_nH_2n+1COONa + H₂O

Найдем количества вещества гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию кислот. В 1 литре 2М раствора содержится 2 моль гидроксида, а в 200 мл - 2 ^. 0,2 = 0,4 моль. С 0,2 моль муравьиной кислоты прореагирует, согласно уравнению реакции, 0,2 моль гидроксида натрия. Следовательно, такое же количество гидроксида реагирует с неизвестной кислотой, содержание которой в смеси также 0,2 моль. Молярная масса неизвестной кислоты равна 17,6: 0,2 = 88 г/моль. Выразим молярную массу кислоты через n: 14n + 46 = 88.  Отсюда n = 3.

О т в е т: 9,2 г муравьиной кислоты, 17,6 г масляной кислоты.

З а д а ч а 10: Смесь 40 г фенола и этилового эфира одноосновной кислоты вступает в реакцию с 65,6 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,22 г/мл). При обработке такого же количества смеси избытком бромной воды выпало 33,1 г осадка. Определите структурную формулу эфира.

Р е ш е н и е: С бромной водой реагирует только фенол с образованием осадка – 2,4,6-трибромфенола:

С₆Н₅ОН + 3 Br₂             С₆Н₂ Br₃ОН ¯ + 3 HBr

В реакции образовалось 33,1: 331 = 0,1 моль осадка. Согласно уравнению в смеси содержалось 0,1 моль или 0,1 ^. 94 = 9,4 г фенола и 40 – 9,4 =30,6 г эфира.

С₆Н₅ОН + NaOH              С₆Н₅ОNa + H₂O

C_nH_2n+1COOC₂H₅ + NaOH             C_nH_2n+1COONa + C₂H₅OH

Найдем массу гидроксида натрия, прореагировавшего со смесью:     65,6 ^. 1,22 ^. 0,2 = 16 г, что соответствует 16: 40 = 0,4 моль. С 0,1 моль фенола прореагировало 0,1 моль гидроксида. Остальная часть гидроксида (0,3 моль) прореагировала, согласно уравнению, с 0,3 моль эфира. Молярная масса эфира равна 30,6: 0,3 = 102 г/моль. Выразим молярную массу эфира через n: 14n + 74=102. Отсюда n = 2.

О т в е т: Этилацетат.

ВВЕДЕНИЕ В ОРГАНИЧЕСКУЮ ХИМИЮ.