Решение: Формула и превращение соли
Соль органической кислоты содержит 25,62% углерода, 2,85% водорода, 22,78% кислорода и 48,75% бария по массе. Известно, что при нагревании этой соли образуется карбонильное соединение.
На основании данных условия задания выполните необходимые вычисления и установите молекулярную формулу соли органической кислоты; составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании этой соли, используя структурную формулу органического вещества.
Решение по шагам
6 шаговРассмотрим $100\ \text{г}$ соли. Массы элементов в этой пробе равны: $m(\mathrm{C})=25{,}62\ \text{г}$, $m(\mathrm{H})=2{,}85\ \text{г}$, $m(\mathrm{O})=22{,}78\ \text{г}$, $m(\mathrm{Ba})=48{,}75\ \text{г}$.
Вычислим количества вещества элементов:
$$n(\mathrm{C})=\frac{25{,}62}{12}=2{,}135\ \text{моль};\quad n(\mathrm{H})=\frac{2{,}85}{1}=2{,}85\ \text{моль};\quad n(\mathrm{O})=\frac{22{,}78}{16}=1{,}424\ \text{моль};\quad n(\mathrm{Ba})=\frac{48{,}75}{137}=0{,}356\ \text{моль}$$Разделим все полученные значения на минимальное количество вещества, примерно равное $0{,}356\ \text{моль}$:
$$\frac{n(\mathrm{C})}{n(\mathrm{Ba})}\approx6;\quad \frac{n(\mathrm{H})}{n(\mathrm{Ba})}\approx8;\quad \frac{n(\mathrm{O})}{n(\mathrm{Ba})}\approx4;\quad \frac{n(\mathrm{Ba})}{n(\mathrm{Ba})}=1$$Простейшая, а в данном случае и молекулярная формула соли:
$$\mathrm{BaC_6H_8O_4}$$Соль является бариевой солью двухосновной адипиновой кислоты. Ее структурную формулу можно записать как:
$$\mathrm{Ba[^{-}OOC-(CH_2)_4-COO^{-}]}$$При нагревании соли происходит внутримолекулярная кетонная декарбоксилизация. Образуются циклопентанон и карбонат бария:
$$\mathrm{Ba[^{-}OOC-(CH_2)_4-COO^{-}]\xrightarrow{t}\underset{\text{циклопентанон}}{(CH_2)_4CO+BaCO_3}$$$\mathrm{BaC_6H_8O_4}$; структурная формула: $\mathrm{Ba[^{-}OOC-(CH_2)_4-COO^{-}]}$; уравнение: $\mathrm{Ba[^{-}OOC-(CH_2)_4-COO^{-}]\xrightarrow{t}(CH_2)_4CO+BaCO_3}$.
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 ион бария имеет заряд $+2$, и записывают формулу соли с неверным числом карбоксильных групп.
Записывают молекулярную формулу адипиновой кислоты $\mathrm{C_6H_{10}O_4}$ вместо формулы ее бариевой соли.
В уравнении реакции указывают циклогексанон вместо циклопентанона.
Не уравнивают образование карбоната бария при термическом разложении соли.