Органическое вещество А массой 14,8 г сгорает с образованием 13,44 л углекислого газа (н. у.) и 10,8 г воды. Определите молекулярную и структурную формулу соединения А, если известно, что это вещество реагирует с раствором гидроксида калия в мольном отношении 1:1. Запишите уравнение реакции данного соединения с гидроксидом калия, используя структурные формулы органических веществ. Молекулярная формула органического соединения А: C H O (в соответствующих полях арабскими цифрами запишите необходимые индексы, индекс 1 не указывайте).

Решение:

Смотри, тут всё просто! Нам нужно определить молекулярную формулу органического вещества. Логика такая: сначала найдем количество вещества углекислого газа и воды, затем определим количество вещества углерода и водорода в исходном веществе, а затем уже и молекулярную формулу.

Шаг 1: Определим количество вещества углекислого газа и воды:

• Количество вещества углекислого газа (CO2): \( n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{13.44 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.6 \text{ моль} \)
• Количество вещества воды (H2O): \( n(H_2O) = \frac{m}{M} = \frac{10.8 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.6 \text{ моль} \)

Шаг 2: Определим количество вещества углерода и водорода в исходном веществе:

• Количество вещества углерода: \( n(C) = n(CO_2) = 0.6 \text{ моль} \)
• Количество вещества водорода: \( n(H) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0.6 \text{ моль} = 1.2 \text{ моль} \)

Шаг 3: Определим массу углерода и водорода:

• Масса углерода: \( m(C) = n(C) \cdot M(C) = 0.6 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = 7.2 \text{ г} \)
• Масса водорода: \( m(H) = n(H) \cdot M(H) = 1.2 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г/моль} = 1.2 \text{ г} \)

Шаг 4: Определим массу кислорода в исходном веществе:

• Масса кислорода: \( m(O) = m(A) - m(C) - m(H) = 14.8 \text{ г} - 7.2 \text{ г} - 1.2 \text{ г} = 6.4 \text{ г} \)

Шаг 5: Определим количество вещества кислорода:

• Количество вещества кислорода: \( n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{6.4 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль} \)

Шаг 6: Определим отношение C:H:O:

• C : H : O = 0.6 : 1.2 : 0.4
• Делим все на 0.4: 1.5 : 3 : 1
• Умножаем все на 2: 3 : 6 : 2

Итого: Молекулярная формула вещества A: C3H6O2

Ответ: C₃H₆O₂