Вправа 86. Дайте визначення спиртам і назвіть ознаки, за якими їх класифікують.
Спирти — похідні вуглеводнів, молекули яких містять одну або кілька гідроксильних груп.
Ознаки класифікації спиртів:
- за кількістю гідроксильних груп у молекулі спирти поділяють на одно і багатоатомні;
- за особливостями хімічного зв’язку в карбоновому ланцюзі — на насичені, ненасичені, ароматичні;
- за типом атома Карбону, з яким сполучена гідроксильна група, розрізняють первинні, вторинні й третинні однотомні спирти.
Вправа 87. Серед наведених формул укажіть ті, які належать спиртам: С3Н7Сl, С2Н5OH, СН3OH, С2Н4(OH)2, С2Н4, С3Н5(OH)3, С4Н7Br3, С2Н5OС2Н5.
Відповідь: С2Н5OH, СН3OH, С2Н4(OH)2, С3Н5(OH)3
Вправа 88. За матеріалами з інтернету з’ясуйте, чому метанол іноді називають деревним спиртом. Найдавнішим методом добування метанолу є суха перегонка деревини. Метанол утворюється під час нагрівання деревини без доступу повітря, тому його також називають деревним спиртом. Слово «метил» походить від грецьких methy — вино та hile — ліс (буквально — «вино з лісу»).
Вправа 89. Назвіть сполуки, формули яких наведено нижче, й укажіть первинний, вторинний і третинний спирт:
а) 1,1,2-триметилпропанол, третинний
б) 4-метилгексан-2-ол, вторинний
в) 2,2-диметилбутанол, первинний
Вправа 90. Зобразіть структурні формули молекул спиртів із такими назвами:
а) 2-метилпентан-3-ол;
|
СН3 | СН3—СН—СН—СН2—СН3 | ОН |
б) 2,3-диметилгексан-2-ол;
|
СН3СН3 | | СН3—С — СН—СН2—СН2—СН3 | ОН |
в) 3-етилпентан-3-ол.
|
С2Н5 | СН3—СН2—С—СН2—СН3 | ОН |
Вправа 91. Запишіть структурні формули молекул ізомерних спиртів складу С5Н12О, в яких головний карбоновий ланцюг містить 4 атоми. Назвіть сполуки.
|
1) СН3—СH—СН2—СН2—OH | CH3 3-метилбутан-1-ол |
|
2) СН3—СH2—СН—СН2—OH | CH3 2-метилбутан-1-ол |
|
3) СН3—СH—СН—СН3 | | CH3 ОН 3-метилбутан-2-ол |
|
OH | 4) СН3—С—СН2—СН3 | CH3 2-метилбутан-2-ол |
Вправа 92. Знайдіть хімічну формулу одноатомного насиченого спирту, якщо:
а) молярна маса сполуки 88 г/моль;
Відомо: М(СnH2n+2O)=88 г/моль
Знайти: формулу CnH2n+2O-?
Розв'язання
Мr(СnH2n+2O)=88
Мr(СnH2n+2O)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+Ar(O)=12n+2n+2+16=14n+18
14n+18=88; n=(88-18):14=78:14=5
Відповідь: формула одноатомного спирту — С5Н12О, або С5Н11ОН
б) масова частка Оксигену в сполуці 15,7%;
Відомо: ω(O)=15,7%, або 0,157
Знайти: формулу CnH2n+2O-?
Розв'язання
З формули обчислення масової частки елемента у сполуці знаходимо молекулярну масу сполуки (спирту):
Мr(СnH2n+2O)=Ar(O)/ω(O)=16/0,157=102
Мr(СnH2n+2O)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+Ar(O)=12n+2n+2+16=14n+18
14n+18=102; n=(102-18):14=84:14=6
Відповідь: формула одноатомного спирту — С6Н14О, або С6Н13ОН
в) сполука має відносну густину пари за повітрям 1,59;
Відомо: Dповітря(СnH2n+2О)=1,59
Знайти: формулу СnH2n+2О — ?
Розв'язання
М(СnH2n+2O)=Dповітря(СnH2n+2O)•М(повітря)=1,59•29 г/моль=46 г/моль
Мr(СnH2n+2O)=46
Мr(СnH2n+2O)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+Ar(O)=12n+2n+2+16=14n+18
14n+18=46; n=(46-18):14=28:14=2
Відповідь: формула одноатомного спирту — С2Н6О, або С2H5OH
г) співвідношення мас Карбону, Оксигену й Гідрогену в сполуці становить
3 : 4 : 1.
Відомо: m(C):m(O):m(H)=3:4:1
Знайти: формулу СхHyOz -?
Розв'язування:
х:у:z=m(C)/Ar(C):m(H)/Ar(H):m(O)/Ar(O)=3/12:1/1:4/16=0,25:1:0,25=1:4:1
Відповідь: формула одноатомного спирту — СH4O, або СН3ОН
Вправа 93. Яку хімічну формулу має трьохтомний спирт із молярною масою 106 г/моль?
Відомо: М(СnH2n-1(ОН)3)=106 г/моль
Знайти: формулу CnH2n-1(OH)3-?
Розв'язання
Мr(СnH2n-1(OH)3)=106
Мr(СnH2n-1(OH)3)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+3•Ar(O)=12n+2n+2+3•16=14n+50
14n+50=106; n=(106-50):14=56:14=4
Відповідь: формула трьохатомного спирту — С4Н10О3, або С4Н7(OH)3
Вправа 94. При повному згорянні 3,0 г спирту утворилося 3,36 л вуглекислого газу (н.у.) і 3,6 г води. Виведіть хімічну формулу сполуки.
Відомо: m(спирту)=3 г, V(СO2)=3,36 л, m(H2O)=3,6 г
Знайти: формулу СxНyОz-?
Розв'язування
1. При згорянні органічної сполуки всі атоми Карбону переходять у молекули вуглекислого газу, а всі атоми Гідрогену - у молекули води. Обчислюємо кількість речовини атомів Карбону і Гідрогену в продуктах реакції, а, отже, й у спирті:
n(C)=n(CO2)=V(CO2):VM=3,36 л : 22,4 л/моль=0,15 моль
М(Н2О)=18 г/моль
n(H)=2•n(H2O)=2•m(H2O):M(H2O)=2•3,6 г : 18 г/моль=0,4 моль
2. Знаходимо масу Карбону і Гідрогену:
m(С)=n(С)•М(С)=0,15 моль•12 г/моль=1,8 г
m(Н)=n(Н)•М(Н)=0,4 моль•1 г/моль=0,4 г
3. Обчислюємо масу і кількість речовини Оксигену в спирті:
m(O)=m(спирту)-m(С)-m(Н)=3 г - 1,8 г - 0,4 г = 0,8 г
n(O)=m(O):M(O)=0,8 г : 16 г/моль=0,05 моль
4. Знаходимо співвідношення атомів Карбону, Гідрогену та Оксигену:
х:у:z=n(C):n(H):n(O)=0,15:0,4:0,05=15:40:5=3:8:1
Відповідь: С3Н8O, або C3H7OH
Вправа 95. Яка формула спирту, якщо при повному згорянні 9,2 г цієї сполуки утворилося 0,3 моль вуглекислого газу та 7,2 г води?
Відомо: m(спирту)=9,2 г, n(СO2)=0,3 моль, m(H2O)=7,2 г
Знайти: формулу СxНyОz-?
Розв'язування
1. При згорянні органічної сполуки всі атоми Карбону переходять у молекули вуглекислого газу, а всі атоми Гідрогену - у молекули води. Обчислюємо кількість речовини атомів Гідрогену і Оксигену в продуктах реакції, а, отже, й у спирті:
М(Н2О)=18 г/моль
n(H)=2•n(H2O)=2•m(H2O):M(H2O)=2•7,2 г : 18 г/моль=0,8 моль
n(C)=n(CO2)=0,3 моль
2. Знаходимо масу Карбону і Гідрогену:
m(С)=n(С)•М(С)=0,3 моль•12 г/моль=3,6 г
m(Н)=n(Н)•М(Н)=0,8 моль•1 г/моль=0,8 г
3. Обчислюємо масу і кількість речовини Оксигену в спирті:
m(O)=m(спирту)-m(С)-m(Н)=9,2 г - 3,6 г - 0,8 г = 4,8 г
n(O)=m(O):M(O)=4,8 г : 16 г/моль=0,3 моль
4. Знаходимо співвідношення атомів Карбону, Гідрогену та Оксигену:
х:у:z=n(C):n(H):n(O)=0,3:0,8:0,3=3:8:3
Відповідь: С3Н8O3, або C3H5(ОH)3