1. Identificați formulele moleculare și structurale ale următorilor alcooli:
a. Alcoolul monohidroxilic saturat secundar conține 60%C;
b. Alcoolul ce conține în procente de masă: 52,17%C, 13.04%H și are densitatea în raport cu hidrogenul egală cu 23;
c. Triolul cu raportul de masă C:H:O = 9:2:12;
d. Alcoolul monohidroxilic saturat secundar cu raportul masic de combinare C:O = 3.
Rezolvare:
a. Formula generală CnH2n+2O
MCnH2n+2O = 14n + 18 g/mol
Aplicăm regula de trei simplă pentru a afla numărul atomilor de C.
14n + 18 g alcool.....................12n g C
100 g alcool..............................60 g C
n = 3, formula moleculară C3H8O
formula structurală CH3 ─ CH ─ CH3
│
OH
b. Fiind alcool, substanta va contine C, H si O. Procentul de O se calculează prin diferență.
%O = 100 – (52,17 + 13,04) = 34,79
Avand formula procentuală, aplicăm algoritmul pentru determinarea formulei brute.( se împarte fiecare procent la masa atomica a elementului respectiv, apoi fiecare valoare se împarte la cel mai mic numar)
C : 52,17 : 12 = 4,34 atomi gramH : 13,04 atomi gram
O : 34,79 : 16 = 2,17 atomi gram
C : 4,34 : 2,17 = 2 atomi C
H : 13,04 : 2,17 = 6 atomi H
O : 2,17 : 2,17 = 1 atom O
formula brută = C2H6O
Din densitate se calculează M alcool.
dH2 = Malcool/MH2 , Malcool = 23·2 = 46 g/mol
Fm = (Fb)n, (24+ 6 + 16) n = 46, n=1
Formula moleculară : C2H6O
c. Se aplică același algoritm ca mai sus: se împart masele din raport la masele atomice corespunzătoare și apoi la rezultatul cel mai mic numar.
C : 9 : 12 = 0,75 atomi gramH : 2 atomi gram
O : 12 : 16 = 0,75 atomi gram
C : 0,75 : 0,75 = 1 atomi C
H : 2 : 0,75 = 2,66 atomi H
O : 0,75 : 0,75 = 1 atomi O
Fb =CH2,66O
Triolul conține 3 grupe hidroxil, - OH, deci trei atomi de O.
Fm = (CH2,66O) n , n = 3, C3H8O3
Formula structurală CH2─ CH─ CH2
│ │ │
OH OH OH
d. Formula generală a unui alcool monohidroxilic saturat este CnH2n+2O.
Se face raportul maselor C și O din formula generală mC/mO = 12n/ 16 = 3, 112n=48, n = 4
Formula moleculară C4H10O
Formula structurală CH3 ─ CH ─ CH2─ CH3
| 2-butanol
OH
2. Un alcool monohidroxilic saturat secundar, conține 21,62%O, procente masice.
a.Determinați formula moleculară și structurală a alcoolului.
b.Scrieți reacția de deshidratare a alcoolului identificat.
c.Calculați volumul de alchenă obținut stoechiometric, în c.n, dacă se folosesc 500 mL alcool cu densitatea, ρ = 0,8 g/mL.
Rezolvare:
a. Formula generală CnH2n+2O
MCnH2n+2O = 14n + 18 g/mol
14n + 18 g alcool.....................16 g O
100 g alcool..............................21,62 g O
n = 4,
Fm = C4H10O
Formula structurală CH3─CH ─CH2─CH3
│
OH
b. CH3-CH-CH2-CH3 → CH3 - CH = CH - CH3 + H2 O
│
OH
c. ρ = m/V, m=ρ •V, m = 500 mL · 0,8 g/mL
m = 400 g 2-butanol
MC4H10O = 74 g/mol
74 g 22,4 L
CH3-CH-CH2-CH3 → CH3 - CH = CH- CH3 + H2O
│ x L
OH
400 g
x = 121 , 08 L alchenă
3.Dinamita se obţine prin amestecarea trinitratului de glicerină cu un material anorganic inert, numit kieselgur.
a. Scrieţi ecuaţia reacţiei de nitrare a glicerinei.
b. Calculaţi masa de glicerină ce reacţionează cu 200 mL soluţie de acid azotic de concentraţie 3M.
c. Calculați masa de trinitrat de glicerină obținută cu randamentul 80%.
Rezolvare:
a. H2C - OH H2C - ONO2
| |
HC -OH + 3 HO-NO2 → HC - ONO2 + 3H2O
| |
H2C - OH H2C - ONO2
b. Vs = 200 mL HNO3 = 0,2 L
Cm= 3 M
Cm= n/ Vs(L), n = Cm• Vs, n= 3 • 0,2
n = 0,6 moli HNO3
MC3H8O3 = 92 g/ mol
92 g 227 g
H2C - OH H2C - ONO2
| 3 moli |
HC -OH + 3 HO-NO2 → HC - ONO2 + 3H2O
| 0,6 moli |
H2C - OH H2C - ONO2
x g y = Ct
x = 18,4 g glicerină
c. MC3H5O9N3 = 227 g/mol
Când în problemă intervine randamentul atunci trebuie sa ne fixam Ct și Cp.
Cp= cantitatea practică (se obtine, rezultă, se formează)
Ct = cantitatea teoretică (se foloseste in calculul pe reactia chimică)
y = 45,4 g TNG = Ct
ɳ = Cp•100/ Ct
Cp = 36,32 g TNG obținută
4. Se oxidează 0,5 moli de etanol cu soluție de KMnO4 de concentrație 2M, în prezență de acid sulfuric.
a. Scrieți ecuația reacției chimice și precizați agentul oxidant și reducător;
b. Care este raportul molar C2H6O : KMnO4 : H2SO4;
c. Calculați volumul de soluție de KMnO4 folosit în reacție;
d.Calculați masa de acid acetic obținută în reacție.
Rezolvare:
a. CH3─ CH2─ OH + 2[O] → CH3─ COOH+H2O
2KMnO4+3H2SO4 → K2SO4+2MnSO4 + 3H2O + 5[O]
Agent reducător :CH3─ CH2─ OH (vezi metoda redox)
Agent oxidant : KMnO4
b. Egalăm [O] din cele două reacții:
CH3─ CH2─ OH + 2[O] → CH3─ COOH + H2O / •5
2KMnO4+3H2SO4 → K2SO4+2MnSO4 + 3H2O + 5[O] /•2
Se obține:
5CH3─ CH2─ OH +10[O] → 5CH3─ COOH + 5H2O
4KMnO4+6H2SO4 → 2K2SO4+4MnSO4 + 6H2O + 10[O]
Raportul molar C2H6O : KMnO4 : H2SO4 = 5 : 4 : 6.
c. 1 mol 2 moli
CH3─ CH2─ OH + 2[O] → CH3─ COOH + H2O
0,5 moli x moli
x = 1 mol [O]
2 moli 5 moli
2KMnO4+3H2SO4 → K2SO4+2MnSO4 + 3H2O + 5[O]
y moli 1 mol
y = 0,4 moli KMnO4
Cm=2 M, Cm = n/ Vs (L), Vs = n/ Cm, Vs = 0,4/2
Vs = 0,2 L KMnO4
1 mol 60 g
d. CH3─ CH2─ OH + 2[O] → CH3─ COOH + H2O
0,5 moli z g
z = 30 g CH3─ COOH
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu