Упражнение 86 Дайте определение спиртам и назовите признаки, по которым их классифицируют. Спирты — производные углеводородов, в молекулах которых имеется одна или несколько гидроксильных групп.
Признаки классификации спиртов:
— по количеству гидроксильных групп в молекуле спирты делят на одно- и многотомные;
— по особенностям химической связи в карбоновой цепи — на насыщенные, ненасыщенные, ароматические;
— по типу атома Карбона, с которым соединена гидроксильная группа, различают первичные, вторичные и третичные однотомные спирты.
Упражнение 87 Среди приведенных формул укажите те, которые принадлежат спиртам: С3Н7Сl, С2Н5OH, СН3OH, С2Н4(OH)2, С2Н4, С3Н5(OH)3, С4Н7Br3, С2Н5OС2Н5.
Ответ: С2Н5OH, СН3OH, С2Н4(OH)2, С3Н5(OH)3
Упражнение 88 По материалам из интернета выясните, почему метанол иногда называют древесным спиртом. Древнейшим методом добычи метанола является сухая перегонка древесины. Метанол образуется при нагревании древесины без доступа воздуха, поэтому его также называют древесным спиртом.
Упражнение 89 Назовите вещества, формулы которых приведены ниже, и укажите первичный, вторичный и третичный спирт:
а) 1,1,2-триметилпропанол, третичный
б) 4-метилгексан-2-ол, вторичный
в) 2,2-диметилбутанол, первичный
Упражнение 90 Изобразите структурные формулы молекул спиртов с такими названиями:
а) 2-метилпентан-3-ол
|
СН3 | СН3—СН—СН—СН2—СН3 | ОН |
б) 2,3-диметилгексан-2-ол
|
СН3 СН3 | | СН3—С — СН—СН2—СН2—СН3 | ОН |
в) 3-этилпентан-3-ол
|
С2Н5 | СН3—СН2—С—СН2—СН3 | ОН |
Упражнение 91 Запишите структурные формулы молекул изомерных спиртов состава С5Н12О, в которых главная карбоновая цепь содержит 4 атома. Назовите соединения.
|
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 |
Упражнение 92 Найдите химическую формулу однотомного насыщенного спирта, если:
а) молярная масса соединения 88 г/моль;
Дано: М(СnH2n+2O)=88 г/моль
Найти: CnH2n+2O-?
Решение
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
Ответ: формула одноатомного спирта — С5Н12О, или С5Н11ОН
б) массовая доля Оксигена в соединении 15,7%;
Дано: ω(O)=15,7%, или 0,157
Найти: CnH2n+2O-?
Решение
С формулы вычисления массовой доли эелемента в соединении находим молекулярную массу соединения (спирта):
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
Ответ: формула одноатомного спирта — С6Н14О, или С6Н13ОН
в) соединение имеет относительную плотность паров по воздуху 1,59;
Дано: Dвоздуха(СnH2n+2О)=1,59
Найти: СnH2n+2О — ?
Решение
М(СnH2n+2O)=Dвоздуха(СnH2n+2O)•М(воздуха)=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
Ответ: формула одноатомного спирта — С2Н6О, или С2H5OH
г) соотношение масс Карбона, Оксигена и Гидрогена в соединении равно 3:4:1.
Дано: m(C):m(O):m(H)=3:4:1
Найти: СхHyOz -?
Решение:
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
Ответ: формула одноатомного спирта — СH4O, или СН3ОН
Упражнение 93 Какова химическая формула трехтомного спирта, имеющего молярную массу 106 г/моль?
Дано: М(СnH2n-1(ОН)3)=106 г/моль
Найти: CnH2n-1(OH)3-?
Решение
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
Ответ: формула трехатомного спирта — С4Н10О3, или С4Н7(OH)3
Упражнение 94 При полном сгорании 3,0 г спирта образовалось 3,36 л углекислого газа (н. у.) и 3,6 г воды. Выведите химическую формулу спирта.
Дано: m(спирта)=3 г, V(СO2)=3,36 л, m(H2O)=3,6 г
Найти:СxНyОz-?
Решение
1. При сгорании органического соединения все атомы Карбона переходят в молекулы углекислого газа, а все атомы Гидрогена - а молекулы воды. Вычисляем количество вещества атомов Карбона и Гидрогена в продуктах реакции, а, следовательно, и в спирте:
n(C)=n(CO2)=V(CO2):VM=3,36 л : 22,4 л/моль=0,15 моль
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(C)=2•1+16=18, тому 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. Находим массу Карбона и Гидрогена:
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. Вычисляем массу и количество вещества Оксигена в спирте:
m(O)=m(спирта)-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. Находим соотношение атомов Карбона, Гидрогена и Оксигена:
х:у:z=n(C):n(H):n(O)=0,15:0,4:0,05=3:8:1
Ответ: С3Н8O, или C3H7OH
Упражнение 95 Какова формула спирта, если при полном сгорании 9,2 г этого соединения образовалось 0,3 моль углекислого газа и 7,2 г воды?
Дано: m(спирта)=9,2 г, n(СO2)=0,3 моль, m(H2O)=7,2 г
Найти: СxНyОz-?
Решение
1. При сгорании органического соединения все атомы Карбона переходят в молекулы углекислого газа, а все атомы Гидрогена - в молекулы воды. Вычисляем количество вещества атомов Карбона и Гидрогена в продуктах реакции, а, следовательно, и в спирте:
n(C)=n(CO2)=0,3 моль
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(C)=2•1+16=18, тому 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
2. Находим массу Карбона и Гидрогена:
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. Вычисляем массу и количество вещества Оксигена в спирте:
m(O)=m(спирта)-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. Находим соотношение атомов Карбона, Гидрогена и Оксигена:
х:у:z=n(C):n(H):n(O)=0,3:0,8:0,3=3:8:3
Ответ: С3Н8O3, или C3H5(ОH)3