Решение: Определение формулы малоната натрия
Вещество A состава $\mathrm{C_xH_yO_zNa_y}$ содержит 31,08 % натрия и 43,24 % кислорода по массе. Порция вещества A массой 2,96 г взаимодействует с 2,58 г хлорэтана, причём вещества вступают в реакцию в мольном соотношении 1 : 2.
Проведите необходимые вычисления с указанием единиц измерения, установите молекулярную формулу вещества A, составьте его структурную формулу и напишите уравнение реакции вещества A с хлорэтаном, используя структурные формулы органических веществ.
Решение по шагам
8 шаговНайдём количество хлорэтана. Молярная масса хлорэтана равна $M(\mathrm{C_2H_5Cl})=64{,}5\ \text{г/моль}$.
$$n(\mathrm{C_2H_5Cl})=\dfrac{2{,}58\ \text{г}}{64{,}5\ \text{г/моль}}=0{,}040\ \text{моль}$$По условию вещества реагируют в мольном соотношении $1:2$, поэтому количество вещества A в два раза меньше.
$$n(A)=\dfrac{0{,}040\ \text{моль}}{2}=0{,}020\ \text{моль}$$Вычислим молярную массу вещества A.
$$M(A)=\dfrac{m(A)}{n(A)}=\dfrac{2{,}96\ \text{г}}{0{,}020\ \text{моль}}=148\ \text{г/моль}$$По массовой доле натрия определим индекс y.
$$0{,}3108=\dfrac{23y}{148};\quad y=2$$По массовой доле кислорода определим индекс z.
$$0{,}4324=\dfrac{16z}{148};\quad z=4$$Масса углерода и водорода в одной молекуле равна $148-23\cdot2-16\cdot4=38$. Так как индекс водорода равен y, $y=2$, получаем $12x+2=38$, откуда $x=3$.
$$12x+2=38;\quad x=3$$Молекулярная формула вещества A — $\mathrm{C_3H_2O_4Na_2}$. С учётом двух атомов натрия вещество является динатриевой солью малоновой кислоты.
$$\mathrm{NaOOC{-}CH_2{-}COONa}$$Каждая натрий-карбоксильная группа реагирует с одной молекулой хлорэтана с образованием этилового эфира и хлорида натрия.
$$\mathrm{NaOOC{-}CH_2{-}COONa + 2C_2H_5Cl \rightarrow C_2H_5OOC{-}CH_2{-}COOC_2H_5 + 2NaCl}$$$\mathrm{C_3H_2O_4Na_2}$; структурная формула: $\mathrm{NaOOC{-}CH_2{-}COONa}$; уравнение: $\mathrm{NaOOC{-}CH_2{-}COONa + 2C_2H_5Cl \rightarrow C_2H_5OOC{-}CH_2{-}COOC_2H_5 + 2NaCl}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно использовать мольное соотношение и принять количество вещества A равным количеству хлорэтана.
Определить индекс натрия по массовой доле без учёта двух атомов натрия в формуле.
Записать молекулярную формулу без структурной формулы.
Уравнять реакцию с одной молекулой хлорэтана вместо двух.
Не указать структурное строение диэтилмалоната в продуктах реакции.