Изомерия и номенклатура карбоновых кислот

Задание 1. Составить формулы изомеров состава C₅H₁₀O₂. Назвать вещество.

Решение

Молекулярная формула C₅H₁₀O₂ подчиняется общей формуле C _n H_{2 n} O₂, это может быть предельная одноосновная кислота или сложный эфир.

1. Составить структурные формулы карбоновых кислот, отвечающих составу С₅H₁₀O₂:

2. Составить формулы сложных эфиров, отвечающих составу C₅H₁₀O₂:

Задание 2. Составить формулу пентен-2-овой кислоты. Для этого вещества составить формулы изомеров и назвать их.

Решение

1. Составить структурную формулу по названию: «пентен-2-овая».

а) «Пентен» – 5 атомов углерода в цепочке:

С–С–С–С–С.

б) Слово «кислота» означает, что присутствует карбоксильная группа:

в) Запись «ен-2» сообщает о двойной связи между 2-м и 3-м атомами С:

г) Расставить недостающие атомы водорода:

2. Составить формулы изомеров по положению двойной связи.

3. Составить формулы структурных изомеров:

4. Составить формулы изомерных сложных эфиров:

Алгоритм 7.2. Решение расчетных задач по теме «Альдегиды.
Карбоновые кислоты»

Задача 1. Какой объем уксусной эссенции плотностью 1,07 г/мл надо взять для приготовления столового уксуса объемом 200 мл и плотностью 1,007 г/мл? Массовая доля уксусной кислоты в уксусной эссенции равна 80%, а в уксусе – 6%.

Решение

1. Записать условие задачи.

Дано:

(укс. эссенции) = 1,07 г/мл,

(уксуса) = 1,007 г/мл,

V (уксуса) = 200 мл,

(СН₃СООН) = 80% (в эссенции),

(СН₃СООН) = 6% (в уксусе).

Найти:

V (эссенции).

2. Определить массу раствора уксуса:

m = • V, m = 200•1,007 = 201,4 г.

3. Определить массу уксусной кислоты в уксусе:

m = 201,4•0,06 = 12,1 г.

4. Определить массу уксусной эссенции, которая содержит 12,1 г уксусной кислоты:

m = 12,1/0,8 = 15,1 г.

5. Определить объем уксусной эссенции:

V = 15,1/1,07 = 14,1 мл.

Ответ. V (уксусной эссенции) = 14,1 мл.

Задача 2. Уксусная кислота содержит примеси уксусного альдегида и этанола. Образец кислоты массой 20 г обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра и получили 13,5 г осадка. На нейтрализацию такого же образца кислоты израсходовали 25,65 мл раствора с массовой долей гидроксида натрия 30% и плотностью 1,3 г/см³. Вычислить массовые доли примесей в кислоте.

Решение

1. Записать условие задачи.

Дано:

m (кислоты) = 20 г,

m (Ag) = 13,5 г,

V (р-ра NaOH) = 25,65 мл,

(NaOH) = 30%,

(р-ра NaOH) = 1,3 г/см³.

Найти:

(СН₃С(О)Н),

(С₂Н₅ОН).

2. Составить уравнения реакций:

3. Найди массу альдегида по уравнению реакции (1):

m (СН₃С(О)Н) = 44•13,5/216 = 2,75 г.

4. Вычислить массу NaOH, вступившего в реакцию:

m (NaOH) = 25,65•1,3•0,3 = 10 г.

5. Определить массу уксусной кислоты, расходуемой в реакции (2):

m (СН₃СООН) = 10•60/40 = 15 г.

6. Найти массу этанола в исходной смеси:

m (С₂Н₅ОН) = 20 – 15 – 2,75 = 2,25 г.

7. Рассчитать массовые доли спирта и альдегида в кислоте:

(С₂Н₅ОН) = 2,25/20 = 0,1125, или 11,25%;

(СН₃С(О)Н) = 2,75/20 = 0,1375, или 13,75%.

Ответ. (С₂Н₅ОН) = 11,25%,

(СН₃С(О)Н) = 13,75%.