ЧастьIII.ОРГАНІЧЕСКАЯ ХІМІЯ
Розділ 17. кисневмісних органічні сполуки
§ 17.19. Рішення типових задач
Завдання 1. Етанол об'ємом 30 мл (щільність 0,79 г / мл) нагріли з надлишком броміду натрію і сірчаної кислоти. З реакційної суміші виділили брометан масою 42,3 г. Обчисліть масову частку виходу брометану.
Рішення. При нагріванні суміші етанолу з бромідом калію і сірчаної кислотою відбуваються реакції:
Обчислюємо масу і кількість речовини етанолу, взятого для реакції:
З рівняння реакції (б) слід:
Розраховуємо масу брометану, який міг би утворитися при 100% -м виході:
Обчислюємо масову частку виходу брометану:
Завдання 2. Як, виходячи з етану, добути етилацетат. Напишіть рівняння відповідних реакцій.
Рішення. Бромуванням етану спочатку отримуємо брометан:
Проводячи гідроліз брометану в присутності лугу, отримуємо етанол:
С2 Н5 В r + Н2 О -> С2 Н5 ОН + НВ r (луг потрібен для усунення рівноваги убік спирту).
З спирту можна добути альдегід двома шляхами:
а) дегідруванням спирту:
б) окисненням спирту:
Окислюючи альдегід (будь-яким окісніком), можна отримати оцтову кислоту:
Естер (складний ефір) - етилацетат - отримуємо з етанолу і оцтової кислоти реакцією етерифікації в присутності каталізатора - концентрованої сірчаної кислоти:
Завдання 3. Масова частка крохмалю в картоплі становить 20%. Розрахуйте масу глюкози, яку можна добути з картоплі масою 405 кг. Вихід продукту становить 70%.
Рішення. Складаємо рівняння реакції гідролізу крохмалю, в результаті якої утворюється глюкоза:
Розраховуємо масу крохмалю в картоплі:
Визначаємо кількість речовини крохмалю:
З рівняння реакції гідролізу крохмалю слід:
n (глюкози) = х - n (крохмалю); n (глюкози) =
Обчислюємо масу глюкози, яку можна добути при кількісному виході:
m (глюкози) = n (глюкози) ∙ М (глюкози);
m (глюкози) = 0,5 ∙ 180 = 90 (кг).
З огляду на масову частку виходу продукту, обчислюємо масу фактично видобутої глюкози:
Завдання 4. одноосновними карбонова кислота має наступний склад: вуглець (масова частка 40,0%), кисень (53,3%), водень (6,7%). Визначте формулу цієї кислоти. Обчисліть об'єм розчину гідроксиду натрію (масова частка NaOH 15%, щільність 1,16 г / мл), який необхідний для нейтралізації зразка цієї кислоти масою 12 г.
Рішення. Формулу одноосновної карбонової кислоти можна представити у вигляді C x Hy СНООН або С x + 1 Н y + 1 В2. Вибираємо для розрахунків зразок кислоти масою 100 г. Обчислюємо маси і кількості речовин С, Н і Е в цьому зразку:
Аналогічно отримуємо, що n (Н) = 6,7 моль, n (О) = 3,33 моль.
Коефіцієнти у формулі кислоти рівні:
(Х + 1). (В + 1). 2 = n (С). n (Н). n (O);
(Х + 1). (В + 1). 2 = 3,33. 6,7. 33,3 = 2: 4: 2.
Звідси випливає, що х + 1 = 2; х = 1; у + 1 = 4; в = С,
тобто формула кислоти СН3 СООН. Це - оцтова кислота.
Записуємо рівняння реакції нейтралізації цієї кислоти гідроксидом натрію:
З умови задачі випливає, що для нейтралізації узятий зразок кислоти масою 12 г, тобто m (СН3 СООН) = 12 м
Визначаємо кількість речовини кислоти:
З рівняння реакції слід:
n (NaOH) = n (СН3 СООН); n (NaOH) = 0,2 моль.
Обчислюємо масу гідроксиду натрію, яка реагує з кислотою:
m (NaOH) = n (NaOH) ∙ M (NaOH); m (NaOH) = 0,2 • 40 = 8 (г).
Розраховуємо масу і об'єм розчину NaOH. необхідного для нейтралізації кислоти: