Решение: Формула и реакция глиоксаля
При сгорании 11,6 г органического вещества А получили 8,96 л углекислого газа (н.у.) и 3,6 г воды. Известно, что вещество А образуется при дегидрировании гидроксильного соединения Б в присутствии медного катализатора, а также вступает в реакцию с гидроксидом диамминсеребра(I) в молярном соотношении 1:4. Проведите необходимые вычисления с указанием единиц измерения, установите молекулярную формулу вещества А, составьте его структурную формулу и напишите уравнение реакции вещества А с избытком гидроксида диамминсеребра(I), используя структурные формулы органических веществ.
Решение по шагам
8 шаговНайдём количество вещества углекислого газа:
$$n(\mathrm{CO_2})=\dfrac{8{,}96\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}4\ \mathrm{моль}$$В углекислом газе содержится 0,4 моль атомов углерода, поэтому масса углерода в веществе А равна:
$$m(\mathrm{C})=0{,}4\ \mathrm{моль}\cdot12\ \mathrm{г/моль}=4{,}8\ \mathrm{г}$$Количество вещества воды и водорода в ней:
$$n(\mathrm{H_2O})=\dfrac{3{,}6\ \mathrm{г}}{18\ \mathrm{г/моль}}=0{,}2\ \mathrm{моль};\quad n(\mathrm{H})=0{,}4\ \mathrm{моль}$$Масса водорода равна 0,4 г. Масса кислорода в веществе А:
$$m(\mathrm{O})=11{,}6-4{,}8-0{,}4=6{,}4\ \mathrm{г}$$Количество вещества кислорода и соотношение атомов элементов:
$$n(\mathrm{O})=\dfrac{6{,}4\ \mathrm{г}}{16\ \mathrm{г/моль}}=0{,}4\ \mathrm{моль};\quad n(\mathrm{C}):n(\mathrm{H}):n(\mathrm{O})=1:1:1$$Простейшая формула вещества А — $\mathrm{CHO}$. Масса исходной пробы соответствует 0,2 моль вещества с формулой $\mathrm{C_2H_2O_2}$: $0{,}2\ \mathrm{моль}\cdot58\ \mathrm{г/моль}=11{,}6\ \mathrm{г}$. Следовательно, молекулярная формула вещества А — $\mathrm{C_2H_2O_2}$.
С учётом образования при дегидрировании двухатомного спирта и соотношения 1:4 с гидроксидом диамминсеребра(I) вещество А содержит две альдегидные группы. Его структурная формула — $\mathrm{OHC{-}CHO}$.
При окислении двух альдегидных групп образуется диаммонийная соль щавелевой кислоты и выделяются четыре атома серебра:
$$\mathrm{OHC{-}CHO+4[Ag(NH_3)_2]OH\rightarrow NH_4OOC{-}COONH_4+4Ag\downarrow+6NH_3+2H_2O}$$Молекулярная формула вещества А: $\mathrm{C_2H_2O_2}$; структурная формула: $\mathrm{OHC{-}CHO}$; уравнение: $\mathrm{OHC{-}CHO+4[Ag(NH_3)_2]OH\rightarrow NH_4OOC{-}COONH_4+4Ag\downarrow+6NH_3+2H_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают, что в одной молекуле воды содержится два атома водорода.
Останавливаются на простейшей формуле $\mathrm{CHO}$ и не устанавливают молекулярную формулу.
Записывают одну альдегидную группу, хотя соотношение 1:4 соответствует двум альдегидным группам.
Неверно расставляют коэффициенты в реакции с гидроксидом диамминсеребра(I).