Trzy związki organiczne X, Y i Q są izomerami o masie molowej równej 90 g ∙ mol^–1. W wyniku spalenia 45 mg jednego z tych związków otrzymano 27 mg wody oraz 36,0 cm³tlenku węgla(IV) odmierzonego w temperaturze 293 K i pod ciśnieniem 1013 hPa.

O cząsteczkach tych związków wiadomo, że:

• szkielet każdej z cząsteczek stanowią połączone atomy węgla

• cząsteczki związków X i Y są chiralne, a związku Q – achiralne

• cząsteczki związków Y i Q mają takie same grupy funkcyjne

• odczyn wodnego roztworu związku X jest obojętny, a odczyn wodnego roztworu związku Y – kwasowy.

Przeprowadzono następujące doświadczenie: do próbki związku X wprowadzono zawiesinę świeżo strąconego Cu(OH)², wymieszano (na zimno), a następnie ogrzano. Wyniki tego eksperymentu zilustrowano na poniższych zdjęciach.

25 maj 2024 scaled - Trzy związki organiczne X, Y i Q są izomerami o masie molowej równej 90 g ∙ mol–1. W wyniku spalenia 45 mg jednego z tych związków otrzymano 27 mg wody oraz 36,0 cm3 tlenku węgla(IV) odmierzonego w temperaturze 293 K i pod ciśnieniem 1013 hPa.

Na podstawie obliczeń ustal wzór elementarny i rzeczywisty (sumaryczny) opisanych związków.

Następnie napisz:

• wzory półstrukturalne (grupowe) związków X i Y

• w formie cząsteczkowej równanie reakcji związku Q z wodorotlenkiem sodu.

Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Uniwersalna stała gazowa 𝑹 = 𝟖𝟑,𝟏𝟒 𝐡𝐏𝐚∙𝐝𝐦^𝟑 ∙𝐦𝐨𝐥 ^–𝟏 ∙𝐊^–𝟏.

Pokaż rozwiązanie

Na podstawie masy molowej i masy spalonej substancji ustalamy, że spalono n_z = 0,0005 mola związku i otrzymano n_w = 0,0015 mola wody. Liczba moli CO₂ wynosi:
n_CO₂ = ^1013∙0,036⁄_83,14∙293mola = 0,0015 mola.

Ustalamy na tej podstawie liczbę moli węgla i wodoru:
n_H = 0,003 mola, n_C = 0,0015 mola. Pozwala to obliczyć masę i liczbę moli tlenu
zawartego w spalonej porcji:
m_O= 0,045 g — 0,003 g — 0,001512 g = 0,024 g.
n_O = 0,0015 mola.
Wzór ogólny to C_xH_yO_z, skąd x : y : z = 1:2:1, czyli wzór rzeczywisty ma postać (CH₂O)_n.
Wartość parametru n = 3 obliczamy na podstawie masy molowej.
Wzór rzeczywisty spalanej substancji to C₃H₆O₃.
Wzór półstrukturalny związku X: CH₂(OH)—CH(OH)—CHO
Wzór polstrukturalny związku Y: CH₃—CH(OH)—COOH
Równanie reakcji związku Q z wodorotlenkiem sodu:
CH₂(OH)—CH₂—COOH + NaOH → CH₂(OH)—CH₂—COONa + H₂O