Решение: Формула и гидролиз сложного эфира
При сжигании образца органического вещества массой 25,5 г получено 28 л (н.у.) углекислого газа и 22,5 г воды. Данное вещество подвергается гидролизу в присутствии серной кислоты, одним из продуктов гидролиза является третичный спирт.
Решение по шагам
6 шаговВычислим количество вещества углекислого газа:
$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m} = \dfrac{28\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 1{,}25\ \text{моль}$$Количество вещества углерода в образце равно количеству вещества углекислого газа:
$$n(\mathrm{C}) = 1{,}25\ \text{моль},\qquad m(\mathrm{C}) = 1{,}25 \cdot 12 = 15\ \text{г}$$Вычислим количество вещества воды и водорода:
$$n(\mathrm{H_2O}) = \dfrac{22{,}5\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}} = 1{,}25\ \text{моль};\quad n(\mathrm{H}) = 2n(\mathrm{H_2O}) = 2{,}5\ \text{моль};\quad m(\mathrm{H}) = 2{,}5\ \text{г}$$Определим массу и количество вещества кислорода в образце:
$$m(\mathrm{O}) = 25{,}5 - 15 - 2{,}5 = 8\ \text{г};\qquad n(\mathrm{O}) = \dfrac{8\ \text{г}}{16\ \text{г/моль}} = 0{,}5\ \text{моль}$$Отношение количеств атомов элементов составляет $1{,}25:2{,}5:0{,}5 = 5:10:2$, поэтому простейшая и молекулярная формула вещества — $\mathrm{C_5H_{10}O_2}$. Она соответствует сложному эфиру с остатком трет-бутилового спирта.
$$\mathrm{HCOO\!C(CH_3)_3}$$Запишем уравнение кислотного гидролиза формиата трет-бутилового спирта:
$$\mathrm{HCOO\!C(CH_3)_3 + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4} HCOOH + (CH_3)_3COH}$$$\mathrm{C_5H_{10}O_2}$; структурная формула $\mathrm{HCOO\!C(CH_3)_3}$; $\mathrm{HCOO\!C(CH_3)_3 + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4} HCOOH + (CH_3)_3COH$.
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.
Находят только эмпирическую формулу, но не связывают её со строением сложного эфира.
Записывают первичный или вторичный спирт вместо трет-бутанола.
Неверно указывают направление фрагментов при составлении структурной формулы сложного эфира.