Химиядан күрделі есептерді шығару әдістері
А,Б,Г заттарының молекулалық формулаларын анықтау
жүктеу/скачать 1,73 Mb.
|
күрделілігі жоғары химия есептері УМКД ХКЕША 2-семестр Х-31
| А,Б,Г заттарының молекулалық формулаларын анықтау.
А заты қышқылдың қатысуымен этанолмен әрекеттесіп Б затын түзеді. Оның құрамында қатынасы А затына қарағанда артық, сондықтан А заты – карбон қышқылы, ал Б заты – сәйкесті күрделі эфир деп санауға болады. А заты бромсутекті қосып алатындықтан оның молекуласының бойында кем дегенде бір көміртек–көміртек қос байланысы бар екені байқалады. В затын сумен бірге қайнатқанда түзілген заттың құрамында бром жоқ, бірақ ол зат А заты емес (оттектің мөлшері А затындағы мөлшерден көп). Сондықтан бұл реакцияда бромсутек бөлінген жоқ, бром атомының орнын гидроксил тобы басуы мүмкін деп есептейміз. А-В-Г реакцияларында тізбекті көміртек атомының саны өзгермейді. Бұл жерде келесі қортындыны жасауға болады: 1) А мен Г заттарының молекулаларында көміртек атомдарының саны бірдей: 4t = p (5) 2) А және Г заттарының молекулаларында карбоксил топтарының саны бірдей. А молекуласындағы карбоксил топтарының санын х деп белгілейміз. Бір карбоксил тобының құрамында екі оттек атомы бар; А молекуласында карбоксил тобындағы оттектен басқа оттегі атомдары болуы мүмкін. Сондықтан 2x ≤ p (6) А затының этанолмен өтетін реакциясында карбоксил топтарының z саны күрделі эфирді топтарға айналып кетті деп қабылдаймыз: z ≤ x (7) Монокарбон қышқылдық этанолмен этерификациялау реакциясының теңдеуін жалпы түрде жазамыз: R – COOH + C2H5OH → R – COOC2H5 + H2O Бұл теңдеуден күрделі эфир молекуласының құрамында карбон қышқылының молекуласымен салыстырғанда 2 көміртек атомы және 4 сутек атомы артық екені көрініп тұр. Егер этерификациялау процесіне ұшыраған карбоксил топтарының саны z тең болса, күрделі эфирдің молекуласы бастапқы қышқылдың молекуласынан (C2H4)z топтарына айырмашылығы болады. Жоғарыда айтылғанды есепке алып Б затының түзілуімен жүретін А заты мен этанолдың арасындағы реакцияның теңдеуін жазамыз: CpHpOp + zC2H5OH → Cp+2zHp+4zOp + zH2O (8) А Б Теңдеудегі Б формуласын (3) формуламен салыстырып жүйе құрамыз: 2f = p + 2z (9) 3f = p + 4z (10) f = p (11) Бұл үш теңдеу біріне – бірі тәуелсіз, сондықтан белгісіз шамалардың сандық мәндерін анықтау мүмкін емес. Бірақ олардың ара қатынастарын табуға болады. (9) теңдеуге f = p саламыз да: 2p = p + 2z p = 2z (12) (6) теңсіздікке р = 2z мәнін саламыз да: 2x ≤ 2z, яғни x ≤ z Бірақ (7) теңсіздік бойынша x ≥ z сондықтан х = z деп тұжырымдаймыз. Бұл шарт орындалған жағдайда А молекуласының барлық карбоксил топтары этерификациялау процесіне ұшырайды. (12) теңдеуге сәйкес р = 2x (13) Олай болса, А молекуласындағы барлық оттек атомдары карбоксил тобының құрамына кіреді де оның молекулалық формуласын келесідей жазуға болады: CxHx(COOH)x (14) Г затының сілті ерітіндісімен реакциясын қараймыз. Ең бірінші ерітіндідегі каий гидроксидінің мөлшерін анықтаймыз: nKOH=CKOH ∙ Vерітінді(KOH) (15) nKOH=2 моль/л ∙ 0,020 л=0,04 моль (16) А және Г молекулаларында карбоксил топтарының саны бірдей және оны х әріпімен белгіледік ((7) теңдеу). Г затының калий гидроксидімен жүретін реакциясының теңдеуін жалпы түрде жазамыз: Г + хKOH = ГKx + xH2O (17) nГ = ∙ nKOH (18) теңдеу бойынша mГ = ∙ nKOH ∙ MГ (19) Есеп шарты бойынша mГ = 2,68 г (20) (16), (18), (19) теңдеулерге сәйкес MГ ∙ = 2,68 г/моль (21) MГ = ∙x = (67x) г/моль (22) (4) формула бойынша MГ = t ∙ MC4H6O5 MГ = (134t) г/моль (23) (22) және (23) теңдеулері бойынша 67x = 134t (24) х = 2t (25) Г молекуласында карбоксил топтарының саны x-ке немесе 2t-ға тең екенін ескере отырып, Г затының молекулалық (4) формуласын (14) формулаға сәйкестендіріп жазамыз: А - CxHx(COOH)x (14) Г - C2tH4tOt(COOH)2t немесе CxH2xOt(COOH)x (26) Енді екі зат үшін карбоксил тобы қосылған молекула бөліктерін сипаттап, сараптаймыз. Әр кабоксил топты бір валентті орынбасар Y ретінде қарауға болады: А - CxHxYx Г - CxH2xOtYx Бір валентті Y тобын ойша сутек атомына ауыстырып алынған қосылыстардың қанықпау дәрежесін анықтаймыз. А үшін: CxHxYx → CxH2x → CxH(2x + 2) - 2 ∙ 1 k = 1 Сол себептен А молекуласында бір ғана қос C=C байланыс бар және осы байланыс бойынша бір ғана бромсутек молекуласы қосылады, нәтижесінде В заты түзіледі. В затының гидролиздену нәтижесінде молекулада бір оттек атомы пайда болады және ол гидроксил топтың құрамында бром атомының орнын басады. жүктеу/скачать 1,73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|