Выведите молекулярную формулу органической кислоты, имеющей состав: углерод - 54,55%, водород -- 9,09%. Плотность ее паров по воздуху равна 3,035. Составьте структурные формулы двух изомеров этой кислоты и назовите их по систематической номенклатуре.
1. Найти массовую долю кислорода в органической кислоте. Для этого вычтем сумму массовых долей углерода и водорода из 100%:
Массовая доля кислорода = 100% - (54,55% + 9,09%) = 36,36%.
2. Рассчитать массу каждого элемента в 100 граммах органической кислоты. Для этого умножим массовую долю каждого элемента на массу 100 граммов:
Масса углерода = 54,55 г.
Масса водорода = 9,09 г.
Масса кислорода = 36,36 г.
3. Определить количество молей каждого элемента, используя молярную массу элемента. Молярная масса водорода равна 1 г/моль, углерода 12 г/моль, а кислорода 16 г/моль:
Количество молей углерода = масса углерода / молярная масса углерода = 54,55 г / 12 г/моль = 4,54 моль.
Количество молей водорода = масса водорода / молярная масса водорода = 9,09 г / 1 г/моль = 9,09 моль.
Количество молей кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода = 36,36 г / 16 г/моль = 2,27 моль.
4. Найти отношение числа атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле органической кислоты. Для этого разделим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей в молекуле. В данном случае наименьшее количество молей имеет кислород:
Отношение молей углерода = количество молей углерода / количество молей кислорода = 4,54 моль / 2,27 моль = 2.
Отношение молей водорода = количество молей водорода / количество молей кислорода = 9,09 моль / 2,27 моль = 4.
5. Выразить отношение количества атомов через целые числа, приведя их к наименьшему общему знаменателю:
Отношение атомов углерода = 2.
Отношение атомов водорода = 4.
Отношение атомов кислорода = 1.
6. Составить структурную формулу двух изомеров органической кислоты, исходя из отношения количества атомов углерода, водорода и кислорода:
Первый изомер: H
|
C
|||
C - C
||
O
Второй изомер: O
||
C - C
|||
C
|
H
7. Назвать изомеры органической кислоты по систематической номенклатуре. Название органической кислоты зависит от числа атомов углерода в молекуле. В данном случае у нас имеются два изомера:
- Первый изомер содержит 3 атома углерода, поэтому он называется пропановой кислотой.
- Второй изомер содержит 2 атома углерода, поэтому он называется уксусной кислотой.
Таким образом, молекулярная формула органической кислоты с данным составом - C3H4O2, а структурные формулы ее двух изомеров - пропановая кислота и уксусная кислота.