Вправа 137. Поясніть, чому полярність зв’язку О–Н у молекулах карбонових кислот більша, ніж у молекулах спиртів. Гідроксильна група у спирті і кислоті зазнає впливу різних груп: вуглеводневої і карбонільної. У карбонових кислотах цей вплив виявляється в тому, що в карбоксильній групі електронна густина хімічного зв’язку значною мірою зміщена до атома Оксигену карбонільної групи, що зумовлює більшу полярність зв’язку О–Н у молекулах карбонових кислот, ніж у молекулах спиртів.
Вправа 138. Запишіть схему електролітичної дисоціації пропанової кислоти.
C2H5–COOH <-> C2H5–COO- + H+
Яких частинок більше в розчині сполуки — молекул кислоти чи йонів? Молекул кислоти
Усі карбонові кислоти є слабкими, причому із зростанням карбонового ланцюга в молекулах сила насичених одноосновних карбонових кислот зменшується
Вправа 139. Порівняйте хімічні властивості оцтової та хлоридної кислот.
Подібність властивостей оцтової і хлоридної кислот проявляється під час дії на індикатори, взаємодії з металами, основними оксидами, лугами, солями. Відмінність — у реакції взаємодії зі спиртами, що пояснюється наявністю карбоксильної групи в молекулах оцтової кислоти.
ПОДІБНІ ВЛАСТИВОСТІ:
1. Дія на індикатори: змінюють забарвлення лакмусу та метилового оранжевого на червоний, а отже, дисоціюють на йони:
СН3СООН -> СН3СОО– + Н+
НCl -> H+ + Cl-
2. Взаємодія з металами:
2СН3СООН + Сa -> (СН3СОО)2Ca + H2↑
2HCl + Ca = CaCl2+ H2↑
3. Взаємодія з основними оксидами:
2СН3СООН + MgO -> (СН3СОО)2Mg + H2O
2HCl + MgO = MgCl2+ H2O
4. Взаємодія з лугами:
СН3СООН + NaOH -> СН3СООNa + H2O
HCl + NaOH = NaCl + H2O
5. Взаємодія із солями-карбонатами:
2СН3СООН + Na2СO3 -> 2СН3СООNa + CO2↑ + H2O;
2HCl + Na2СO3 = 2NaCl + CO2↑ + H2O
ВІДМІННІСТЬ:
1. Взаємодія із спиртами:
СН3–СООН + НО–С2Н5 -> СН3–СОО–С2Н5 + Н2О
Вправа 140. Напишіть рівняння реакцій і дайте назви їх продуктам:
a) 2НСООН + Mg -> (НСОО)2Mg + H2↑
продукти реакції: магній форміат і водень
2СН3СООН + Mn(ОН)2 -> (CН3СОО)2Mn + 2H2O
продукти реакції: манган (II) ацетат і вода
2С2Н5СООН + K2CO3 -> 2C2Н5СООK + CO2↑ + H2O
продукти реакції: калій пропіонат і вода
б) 2СН3СООН + СuO -> (CН3СОО)2Cu + H2O
продукти реакції: купрум (II) ацетат і вода
2HСООН + Na2SiO3 -> 2НСООNa + H2SiO3
продукти реакції: натрій форміат і силікатна кислота
С2Н5СООН + СН3OH -> C2H5-COO-CH3 + H2O
продукти реакції: метиловий естер пропіонової кислоти
Вправа 141. Укажіть у йонно-молекулярних рівняннях замість крапок формули йонів, молекул і наведіть відповідні молекулярні рівняння:
а) Н+ + HСОО– → HCOOH
HCl + HCOONa -> HCOOH + NaCl
б) ОН– + С2Н5СООН -> C2H5COO- + H2O
KOH + C2H5COOH -> C2H5COOK + H2O
в) SiO32– + 2СН3COOH → 2СН3COO- + H2SiO3↓
Na2SiO3 + 2СН3COOH → 2СН3COONa + H2SiO3↓
Вправа 142. Запишіть у схемах перетворень замість крапок формули сполук і складіть рівняння відповідних реакцій:
а) C -> CaC2 -> C2H2 -> CH3CHO -> CH3COOH -> CH3COONa;
C + CaO = CO + CaC2 (за t0)
CaC2 +2H2O -> C2H2 + Ca(OH)2
C2H2 + H2O -> CH3CHO (t0, кат.)
CH3CHO + [O] -> CH3COOH
2CH3COOH + Na -> 2CH3COONa + H2↑
б) C2Н4 -> C2H5ОН -> CH3CНO -> CH3COOH -> CH3COOС3Н7.
С2H4 + H2O -> C2H5OH (кат.)
C2H5OH -> CH3CHO + H2↑ (Cu, 3000C)
CH3CHO + [O] -> CH3COOH
СН3СООН + С3Н7OH -> CH3COOC3H7 + H2O (t0, конц. H2SO4)
Вправа 143. Визначте масову частку оцтової кислоти в розчині, виготовленому додаванням до 100 г 80%-го розчину кислоти:
а) 100 мл води;
Відомо: m1(р-ну)=100 г, w1(СH3COOH)=80%, V(H2O)=100 мл
Знайти: w2(СH3COOH)-?
Розв'язування
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ну)):100%=80%•100г:100%=80 г
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=100 мл•1 г/мл=100 г
m2(р-ну)=m1(р-ну)+m(H2O)=100 г + 100 г=200 г
w2(СH3COOH)=m1(СH3COOH):m2(р-ну)=80 г : 200 г=0,4, або 40%
Відповідь: 40%
б) 100 г 9%-го розчину цієї кислоти;
Відомо: m1(р-ну)=100 г, w1(СH3COOH)=80%, m2(р-ну)=100 г,
w2(СH3COOH)=9%
Знайти: w(СH3COOH)-?
Розв'язування
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ну)):100%=80%•100г:100%=80 г
m2(СH3COOH)=(w2(СH3COOH)•m2(р-ну)):100%=9%•100г:100%=9 г
m(СH3COOH)=m1(СH3COOH)+m2(СH3COOH)=80 г + 9 г=89 г
m(р-ну)=m1(р-ну)+m2(р-ну)=100 г + 100 г=200 г
w(СH3COOH)=m(СH3COOH):m(р-ну)=89 г : 200 г=0,445, або 44,5%
Відповідь: 44,5%
в) 100 мл 20%-го розчину цієї кислоти, густина якого 1,026 г/мл.
Відомо: m1(р-ну)=100 г, w1(СH3COOH)=80%, V2(р-ну)=100 мл,
w2(СH3COOH)=20%, ρ2(р-ну)=1,026 г/мл
Знайти: w(СH3COOH)-?
Розв'язування
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ну)):100%=80%•100г:100%=80 г
m2(р-ну)=V2(р-ну)•ρ2(р-ну)=100 мл•1,026 г/мл=102,6 г
m2(СH3COOH)=(w2(СH3COOH)•m2(р-ну)):100%=20%•102,6г:100%=20,52 г
m(СH3COOH)=m1(СH3COOH)+m2(СH3COOH)=80 г + 20,52 г=100,52 г
m(р-ну)=m1(р-ну)+m2(р-ну)=100 г + 102,6 г=202,6 г
w(СH3COOH)=m(СH3COOH):m(р-ну)=100,52 г : 202,6 г=0,496, або 49,6%
Відповідь: 49,6%
Вправа 144. Яка маса розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 20% витрачається на нейтралізацію 50 г розчину пропанової кислоти з масовою часткою кислоти 7,4%?
Відомо: m1(р-ну)=50 г, w1(С2H5COOH)=7,4%, w2(NaOH)=20%
Знайти: m2(р-ну)-?
Розв'язування
m1(С2H5COOH)=(w1(С2H5COOH)•m1(р-ну)):100%=7,4%•50 г:100%=3,7 г
Записуємо рівняння реакції:
3,7 г х г
C2H5COOH + NaOH -> C2H5COONa + H2O
74 г 40 г
M(C2H5COOH)=74 г/моль, маса 1 моль=74 г
M(NaOH)=40 г/моль, маса 1 моль=40 г
х =m2(NaOH)=3,7 г • 40 г : 74 г=2 г
m2(р-ну)=(m2(NaOH):w2(NaOH))•100%=(2 г : 20%)•100% г=10 г
Відповідь: 10 г
Вправа 145. Яким об’ємом води потрібно розбавити 150 мл оцтової есенції (розчин оцтової кислоти з її масовою часткою 70% і густиною 1,07 г/см3), щоб виготовити розчин із масовою часткою оцтової кислоти 5%?
Відомо: V1(р-ну)=150 мл, w1(СH3COOH)=70%, ρ1(р-ну)=1,07 г/см3,
w2(СH3COOH)=5%
Знайти: V(H2O)-?
Розв'язування
m1(р-ну)=V1(р-ну)•ρ1(р-ну)=150 мл•1,07 г/мл=160,5 г
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ну)):100%=70%•160,5 г:100%=112,35 г
m2(р-ну)=m1(СH3COOH):w2(СH3COOH)•100%=(112,35 г:5%)•100%=2247 г
m(Н2О)=m2(р-ну)-m1(р-ну)=2247 г - 160,5 г=2086,5 г
V(H2O)=m(H2O):ρ(H2O)=2086,5 г : 1 г/мл=2086,5 мл
Відповідь: 2086,5 мл
Вправа 146. У суміш мурашиної та оцтової кислот масою 15,2 г добавили надлишок цинку. При цьому виділилося 3,36 л газу (н.у.). Визначте масові частки кислот у суміші.
Відомо: V(газів)=3,36 л; m(HCOOH,CH3COOH)=15,2 г
Знайти: w(HCOOH)-?, w(CH3COOH)-?
Розв'язування:
1. Приймаємо масу мурашиної кислоти НСООН за х г. Тоді маса оцтової кислоти СН3СООН рівна 15,2-x г.
2. Складаємо два хімічні рівняння:
x г V1 л
2НСООН + Zn -> (НСОО)2Zn + H2↑
92 г 22,4 л
15,2-x г V2 л
2CН3СООН + Zn -> (CН3СОО)2Zn + H2↑
120 г 22,4 л
Над формулами сполук HCOOH і CH3COOH записуємо маси (х г та (15,2 - х) г відповідно) і невідомі об'єми водню, позначивши через змінні V1 i V2, (V1 л і V2 л відповідно), а під формулами сполук - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, маси 2 моль HCOOH i CH3COOH. За н.у. 1 моль газу займає об'єм 22,4 л.
M(HCOOH)=46 г/моль, маса 1 моль=46 г, а маса 2 моль=92 г
M(СH3COOH)=60 г/моль, маса 1 моль=60 г, а маса 2 моль=120 г
3. Записуємо дві пропорції та виводимо математичні вирази для об'ємів газів:
|
х / 92 = V1 / 22,4 V1 • 92 = 22,4 • х V1 = 22,4 • х / 92 |
15,2 - x / 120 = V2 / 22,4 V2 • 120 = 22,4 • (15,2-x) V2 = 22,4 • (15,2-x) / 120 |
4. За умовою задачі об'єм суміші водню рівний 3,36 л, тому V1+V2=3,36
Підставимо в це рівняння отримані вирази для змінних V1 i V2 і розв'яжемо рівняння:
22,4 • х / 92 + 22,4 • (15,2-x) / 120 = 3,36
Зведемо до спільного знаменника: перший дріб помножимо на 120, другий - на 92, а суму - на добуток чисел 92•120, одержимо:
120 • (22,4 • x) + 92 • 22,4 • (15,2-x) = 3,36 • 92 • 120
2688 x + 31324,16 - 2060,8 х = 37094,4
2688 х - 2060,8 х = 37094,4 - 31324,16
627,2 х = 5770,24
х = 5770,24 : 627,2
х = 9,2
Отже, m(HCOOH)=9,2 г, а
m(CН3СООН)=m(HCOOH,СН3СООН)-m(HCOOH)=15,2 г-9,2 г=6 г
w(HCOOH)=m(HCOOH):m(HCOOH,СН3СООН)=9,2 г:15,2 г=0,605, або 60,5%
w(СH3COOH)=100%-w(HCOOH)=100%-60,5%=39,5%
Відповідь: w(HCOOH)=60,5%, m(СН3СООН)=39,5%