Номер 893, страница 212 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

893. В результате реакции этерификации между предельным одноатомным спиртом и аминоэтановой кислотой был получен сложный эфир A. Массовая доля азота в A составляет 13,59 %.

a) Приведите молекулярную формулу спирта.

б) Составьте уравнение протекавшей реакции.

Дано:

Реакция этерификации между предельным одноатомным спиртом и аминоэтановой кислотой.

Сложный эфир А.

Массовая доля азота в эфире А, $\omega(N) = 13,59 \% = 0,1359$.

Найти:

а) Молекулярную формулу спирта.

б) Уравнение протекавшей реакции.

Решение:

1. Запишем общую формулу предельного одноатомного спирта: $C_nH_{2n+1}OH$.

2. Запишем формулу аминоэтановой кислоты (глицина): $NH_2-CH_2-COOH$.

3. Составим общее уравнение реакции этерификации для получения сложного эфира А:

$NH_2-CH_2-COOH + C_nH_{2n+1}OH \rightarrow NH_2-CH_2-COO-C_nH_{2n+1} + H_2O$

4. Общая формула полученного сложного эфира А: $NH_2-CH_2-COO-C_nH_{2n+1}$. Выведем его молекулярную формулу: $C_{n+2}H_{2n+5}NO_2$.

5. Рассчитаем молярную массу сложного эфира А в общем виде, используя относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(N)=14$, $Ar(O)=16$.

$M(A) = 12 \cdot (n+2) + 1 \cdot (2n+5) + 14 + 16 \cdot 2 = 12n + 24 + 2n + 5 + 14 + 32 = (14n + 75)$ г/моль.

6. Массовая доля азота $\omega(N)$ в сложном эфире А вычисляется по формуле:

$\omega(N) = \frac{Ar(N)}{M(A)}$

Подставим известные значения и решим уравнение относительно n:

$0,1359 = \frac{14}{14n + 75}$

$14n + 75 = \frac{14}{0,1359}$

$14n + 75 \approx 103$

$14n \approx 103 - 75$

$14n \approx 28$

$n = \frac{28}{14} = 2$

Следовательно, в алкильной группе спирта содержится 2 атома углерода.

а) Приведите молекулярную формулу спирта.

Зная, что $n=2$, подставляем это значение в общую формулу предельного одноатомного спирта $C_nH_{2n+1}OH$.

Формула спирта: $C_2H_{2\cdot2+1}OH$, то есть $C_2H_5OH$ (этанол). Молекулярная формула этанола: $C_2H_6O$.

Ответ: $C_2H_6O$.

б) Составьте уравнение протекавшей реакции.

Реакция этерификации происходит между аминоэтановой кислотой ($NH_2-CH_2-COOH$) и этанолом ($C_2H_5OH$). Продуктами реакции являются этиловый эфир аминоуксусной кислоты (этиламиноацетат) и вода.

$NH_2-CH_2-COOH + C_2H_5OH \rightleftharpoons NH_2-CH_2-COO-C_2H_5 + H_2O$

Ответ: $NH_2-CH_2-COOH + C_2H_5OH \rightleftharpoons NH_2-CH_2-COO-C_2H_5 + H_2O$.