Упражнение 137 Объясните, почему полярность связи О–Н в молекулах карбоновых кислот большая, чем в молекулах спиртов. Гидроксильная группа в спирте и кислоте подвергается воздействию различных групп: углеводородной и карбонильной. В карбоновых кислотах это влияние проявляется в том, что в карбоксильной группе электронная плотность химической связи в значительной степени смещена к атому Оксигена карбонильной группы, обусловливает большую полярность связи О-Н в молекулах карбоновых кислот, чем в молекулах спиртов
Упражнение 138 Запишите схему электролитической диссоциации пропановой кислоты.
C2H5–COOH <-> C2H5–COO- + H+
Каких частиц в растворе соединения больше — молекул кислоты или ионов? Молекул кислоты
Все карбоновые кислоты слабые, причем с ростом карбоновой цепи в молекулах сила насыщенных одноосновных карбоновых кислот уменьшается
Упражнение 139 Сравните химические свойства уксусной и хлоридной кислот. Сходство свойств уксусной и хлоридной кислот проявляется при воздействии на индикаторы, взаимодействии с металлами, основными оксидами, щелочами, солями. Отличие - в реакции взаимодействия со спиртами, что объясняется наличием карбоксильной группы в молекулах уксусной кислоты.
СХОЖЕСТЬ:
1. Действие на индикаторы: изменяют цвет лакмуса та метилового оранжевого на красный, значит диссоциируют на ионы:
СН3СООН -> СН3СОО– + Н+
НCl -> H+ + Cl-
2. Реагируют с металлами:
2СН3СООН + Сa -> (СН3СОО)2Ca + H2↑
2HCl + Ca = CaCl2+ H2↑
3. Реагируют с некоторыми оксидами:
2СН3СООН + MgO -> (СН3СОО)2Mg + H2O
2HCl + MgO = MgCl2+ H2O
4. Реагируют с гидроксидами:
СН3СООН + NaOH -> СН3СООNa + H2O
HCl + NaOH = NaCl + H2O
5. Реагируют с солями слабых кислот:
2СН3СООН + Na2СO3 -> 2СН3СООNa + CO2↑ + H2O;
2HCl + Na2СO3 = 2NaCl + CO2↑ + H2O
ОТЛИЧИЕ:
1. Реагируют со спиртами:
СН3–СООН + НО–С2Н5 -> СН3–СОО–С2Н5 + Н2О
Упражнение 140 Напишите уравнения реакций и дайте названия их продуктам:
a) 2НСООН + Mg -> (НСОО)2Mg + H2↑
продукты реакции: магний формиат и водород
2СН3СООН + Mn(ОН)2 -> (CН3СОО)2Mn + 2H2O
продукты реакции: манган (II) ацетат и вода
2С2Н5СООН + K2CO3 -> 2C2Н5СООK + CO2↑ + H2O
продукты реакции: калий пропионат и вода
б) 2СН3СООН + СuO -> (CН3СОО)2Cu + H2O
продукты реакции: купрум (II) ацетат и вода
2HСООН + Na2SiO3 -> 2НСООNa + H2SiO3
продукты реакции: натрий формиат и силикатная кислота
С2Н5СООН + СН3OH -> C2H5-COO-CH3 + H2O
продукты реакции: метиловый эстер пропионовой кислоты
Упражнение 141 Замените в ионно-молекулярных уравнениях точки формулами ионов, молекул и приведите соответствующие молекулярные уравнения:
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↓
Упражнение 142 Впишите в схемах превращений вместо точек формулы соединений и составьте уравнения соответствующих реакций:
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)
Упаражнение 143 Определите массовую долю уксусной кислоты в растворе, полученном при добавлении к 100 г 80%-го раствора кислоты:
а) 100 мл воды;
Дано: m1(р-ра)=100 г, w1(СH3COOH)=80%, V(H2O)=100 мл
Найти: w2(СH3COOH)-?
Решение
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ра)):100%=80%•100г:100%=80 г
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=100 мл•1 г/мл=100 г
m2(р-ра)=m1(р-ра)+m(H2O)=100 г + 100 г=200 г
w2(СH3COOH)=m1(СH3COOH):m2(р-ра)=80 г : 200 г=0,4, или 40%
Ответ: 40%
б) 100 г 9%-го раствора этой кислоты;
Дано: m1(р-ра)=100 г, w1(СH3COOH)=80%, m2(р-ра)=100 г,
w2(СH3COOH)=9%
Найти: w(СH3COOH)-?
Решение
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ра)):100%=80%•100г:100%=80 г
m2(СH3COOH)=(w2(СH3COOH)•m2(р-ра)):100%=9%•100г:100%=9 г
m(СH3COOH)=m1(СH3COOH)+m2(СH3COOH)=80 г + 9 г=89 г
m(р-ра)=m1(р-ра)+m2(р-ра)=100 г + 100 г=200 г
w(СH3COOH)=m(СH3COOH):m(р-ра)=89 г : 200 г=0,445, или 44,5%
Ответ: 44,5%
в) 100 мл 20 %го раствора этой кислоты, плотность которого 1,026 г/мл.
Дано: m1(р-ра)=100 г, w1(СH3COOH)=80%, V2(р-ра)=100 мл,
w2(СH3COOH)=20%, ρ2(р-ра)=1,026 г/мл
Найти: w(СH3COOH)-?
Решение
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ра)):100%=80%•100г:100%=80 г
m2(р-ра)=V2(р-ра)•ρ2(р-ра)=100 мл•1,026 г/мл=102,6 г
m2(СH3COOH)=(w2(СH3COOH)•m2(р-ра)):100%=20%•102,6 г:100%=20,52 г
m(СH3COOH)=m1(СH3COOH)+m2(СH3COOH)=80 г + 20,52 г=100,52 г
m(р-ра)=m1(р-ра)+m2(р-ра)=100 г + 102,6 г=202,6 г
w(СH3COOH)=m(СH3COOH):m(р-ра)=100,52 г : 202,6 г=0,496, или 49,6%
Ответ: 49,6%
Упражнение 144 Какую массу раствора натрий гидроксида с массовой долей щелочи 20% необходимо взять для нейтрализации 50 г раствора пропановой кислоты с массовой долей кислоты 7,4%?
Дано: m1(р-ра)=50 г, w1(С2H5COOH)=7,4%, w2(NaOH)=20%
Найти: m2(р-ра)-?
Решение
m1(С2H5COOH)=(w1(С2H5COOH)•m1(р-ра)):100%=7,4%•50 г:100%=3,7 г
Составляем уравнение реакции:
3,7 г х г
C2H5COOH + NaOH -> C2H5COONa + H2O
74 г 40 г
M(C2H5COOH)=74 г/моль, масса 1 моль = 74 г
M(NaOH)=40 г/моль, масса 1 моль = 40 г
х =m2(NaOH)= 3,7 г • 40 г : 74 г=2 г
m2(р-ра)=(m2(NaOH):w2(NaOH))•100%=(2 г : 20%)•100% г=10 г
Ответ: 10 г
Упражнение 145 Каким объемом воды следует разбавить 150 мл уксусной эссенции (раствор уксусной кислоты с ее массовой долей 70%, имеющий плотность 1,07 г/см3), чтобы приготовить раствор с массовой долей уксусной кислоты 5%?
Дано: V1(р-ра)=150 мл, w1(СH3COOH)=70%, ρ1(р-ра)=1,07 г/см3,
w2(СH3COOH)=5%
Найти: V(H2O)-?
Решение
m1(р-ра)=V1(р-ра)•ρ1(р-ра)=150 мл•1,07 г/мл=160,5 г
m1(СH3COOH)=(w1(СH3COOH)•m1(р-ра)):100%=70%•160,5 г:100%=112,35 г
m2(р-ра)=m1(СH3COOH):w2(СH3COOH)•100%=(112,35 г:5%)•100%=2247 г
m(Н2О)=m2(р-ра)-m1(р-ра)=2247 г - 160,5 г=2086,5 г
V(H2O)=m(H2O):ρ(H2O)=2086,5 г : 1 г/мл=2086,5 мл
Ответ: 2086,5 мл
Упражнение 146 В смесь муравьиной и уксусной кислот массой 15,2 г добавили избыток цинка. При этом выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определите массовые доли кислот в смеси.
Дано: V(газов)=3,36 л; m(HCOOH,CH3COOH)=15,2 г
Найти: w(HCOOH)-?, w(CH3COOH)-?
Решение
1. Примем массу муравьиной кислоты НСООН за х г. Тогда масса уксусной кислоты СН3СООН равна 15,2-x г.
2. Составляем два уравнения реакции:
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 соединений HCOOH и CH3COOH записываем массы (х г и (15,2 - х) г соответственно) и неизвестные объемы водорода, обозначив через переменные V1 и V2, (V1 л и V2 л соответственно), а под формулами соединений - массы количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы (M=Mrг/моль) соединений и, соответственно, массы 2 моль HCOOH и CH3COOH. При н.у. 1 моль газа займет объем 22,4 л.
M(HCOOH)=46 г/моль, масса 1 моль=46 г, а масса 2 моль=92 г
M(СH3COOH)=60 г/моль, масса 1 моль=60 г, а масса 2 моль=120 г
3. Записываем две пропорции и выводим математические выражения для объемов газов:
|
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. По условию задачи обьем смеси водорода равен 3,36 л, поэтому V1+V2=3,36
Подставляем в уравнение полученные выражения для переменных V1 и V2 и решаем уравнение:
22,4 • х / 92 + 22,4 • (15,2-x) / 120 = 3,36
Сведем к общему знаменателю: первую дробь умножаем на 120, вторую - на 92, а сумму - на произведение чисел 92•120, получим:
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
Итак, 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, или 60,5%
w(СH3COOH)=100%-w(HCOOH)=100%-60,5%=39,5%
Ответ: w(HCOOH)=60,5%, m(СН3СООН)=39,5%