Примеры решения задач 4

С₂Н₅СООН + NаНСО₃  → C₂H₅COONa + CO₂↑ + Н₂О.

По условию, выделилось 22,4 л СО₂, что составляет 1 моль, зна­чит кислоты в смеси также было 1 моль. Молярная масса исход­ных органических соединений равна: M(С₃Н₆О₂) = 74 г/моль, следовательно 148 г составляют 2 моль.

Второе соединение при гидролизе образует спирт и соль кис­лоты, значит это - сложный эфир:

RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH.

Составу С₃Н₆О₂ отвечают два сложных эфира: этилформиат НСООС₂Н₅ и метилацетат СН₃СООСН₃. Эфиры муравьиной кислоты реагируют с аммиачным раствором оксида серебра, по­этому первый эфир не удовлетворяет условию задачи. Следова­тельно, второе вещество в смеси — метилацетат.

Поскольку в смеси было по одному молю соединений с одина­ковой молярной массой, то их массовые доли равны и составляют 50%.

Ответ. 50% СН₃СН₂СООН, 50% СН₃СООСН₃.

Задача 2. Относительная плотность паров сложного эфира по водороду равна 44. При гидролизе этого эфира образуются два соединения, при сгорании равных количеств которых образуются одинаковые объемы углекислого газа (при одинаковых условиях). Приведите структурную формулу этого эфира.

Решение. Общая формула сложных эфиров, образованных предельными спиртами и кислотами, - С_nН_2nО₂. Значение n можно определить из плотности по водороду:

M(С_nН_2nО₂) = 14n + 32 = 44^.2 = 88 г/моль,

откуда n = 4, то есть эфир содержит 4 атома углерода. Поскольку при сгорании спирта и кислоты, образующихся при гидролизе эфира, выделяются равные объемы углекислого газа, то кислота и спирт содержат одинаковое число атомов углерода, по два. Таким образом, искомый эфир образован уксусной кислотой и этанолом и называется этилацетат:

Ответ. Этилацетат, СН₃СООС₂Н₅.

Задача 3. При гидролизе сложного эфира, молярная масса которого равна 130 г/моль, образуются кислота А и спирт Б. Определите строение эфира, если известно, что серебряная соль кислоты содержит 59,66% серебра по массе. Спирт Б не окисляет­ся дихроматом натрия и легко реагирует с хлороводородной кис­лотой с образованием алкилхлорида.

Решение. Сложный эфир имеет общую формулу RCOOR'. Из­вестно, что серебряная соль кислоты, RCOOAg, содержит 59,66% серебра, следовательно молярная масса соли равна: M(RCOOAg) = M(Аg)/0,5966 = 181 г/моль, откуда M(R) = 181-(12+2^.16+108) = 29 г/моль. Этот радикал - этил, С₂Н₅, а сложный эфир был образован пропионовой кислотой: C₂H₅COOR'.

Молярная масса второго радикала равна:  M(R') = M(C₂H₅COOR') - М(С₂Н₅СОО) = 130-73 = 57 г/моль. Этот радикал имеет молекулярную  формулу  С₄Н₉. По условию, спирт С₄Н₉ОН не окисляется Na₂Сr₂О₇ и легко реагирует с HCl следовательно, этот спирт - третичный, (СН₃)₃СОН.

Таким образом, искомый эфир образован пропионовой кисло­той и трет-бутанолом и называется трет-бутилпропионат:

Ответ. Трет-бутилпропионат.

Задача 4. Напишите две возможные формулы жира, имеющего в молекуле 57 атомов углерода и вступающего в реак­цию с иодом в соотношении 1:2. В составе жира имеются остатки кислот с четным числом углеродных атомов.

Решение. Общая формула жиров:

где R, R', R" - углеводородные радикалы, содержащие нечетное число атомов углерода (еще один атом из кислотного остатка входит в состав группы -СО-). На долю трех углеводородных радикалов приходится 57- 6 = 51 атом углерода. Можно предполо­жить, что каждый из радикалов содержит по 17 атомов углерода.

Поскольку одна молекула жира может присоединить две мо­лекулы иода, то на три радикала приходится две двойные связи или одна тройная. Если две двойные связи находятся в одном ра­дикале, то в состав жира входят остаток линолевой кислоты (R = С₁₇Н₃₁) и два остатка стеариновой кислоты (R' = R" = С₁₇Н₃₅). Если две двойные связи находятся в разных радикалах, то в со­став жира входят два остатка олеиновой кислоты (R = R' = С₁₇H₃₃) и остаток стеариновой кислоты (R" = С₁₇Н₃₅). Возмож­ные формулы жира: