Номер 4, страница 175 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. В результате окисления 2,15 г гомолога уксусного альдегида аммиачным раствором $Ag_2O$ было получено 5,4 г серебра. Установите молекулярную формулу альдегида.

Дано:

$m_{альдегида}$ = 2,15 г

$m_{Ag}$ = 5,4 г

Найти:

Молекулярную формулу альдегида - ?

Решение:

Гомологи уксусного альдегида ($CH_3CHO$) являются предельными альдегидами, их общая формула $C_nH_{2n}O$.

Реакция окисления альдегида аммиачным раствором оксида серебра (реакция "серебряного зеркала") в общем виде выглядит так:

$C_{n-1}H_{2n-1}CHO + Ag_2O \xrightarrow{NH_3 \cdot H_2O, t} C_{n-1}H_{2n-1}COOH + 2Ag\downarrow$

Из уравнения реакции следует, что из 1 моль альдегида образуется 2 моль серебра. Соотношение количеств веществ альдегида и серебра:

$n(альдегида) = \frac{1}{2} n(Ag)$

1. Найдем количество вещества (моль) серебра, выпавшего в осадок. Молярная масса серебра $M(Ag) = 108$ г/моль.

$n(Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)} = \frac{5,4 \text{ г}}{108 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль.

2. Рассчитаем количество вещества (моль) альдегида, вступившего в реакцию.

$n(альдегида) = \frac{1}{2} \times n(Ag) = \frac{1}{2} \times 0,05 \text{ моль} = 0,025$ моль.

3. Определим молярную массу неизвестного альдегида.

$M(альдегида) = \frac{m(альдегида)}{n(альдегида)} = \frac{2,15 \text{ г}}{0,025 \text{ моль}} = 86$ г/моль.

4. Установим молекулярную формулу альдегида, используя общую формулу $C_nH_{2n}O$.

Молярная масса альдегида выражается через формулу:

$M(C_nH_{2n}O) = 12 \times n + 1 \times 2n + 16 = 14n + 16$.

Приравняем найденную молярную массу к выражению для молярной массы через $n$:

$14n + 16 = 86$

$14n = 86 - 16$

$14n = 70$

$n = \frac{70}{14} = 5$

Следовательно, молекулярная формула альдегида: $C_5H_{10}O$. Это может быть пентаналь или его изомеры.

Ответ: Молекулярная формула альдегида - $C_5H_{10}O$.