Самостійна робота «Карбонові кислоти: склад, класифікація, ізомерія та фізичні властивості» з хімії для 10 класу

В. HOOC–COOH

Щавлева кислота HOOC–COOH містить дві карбоксильні групи, тобто є двоосновною. Решта сполук належить до насичених одноосновних кислот.

А. Температури кипіння кислот вищі, ніж у відповідних спиртів; Д. Метанова, етанова й пропанова кислоти необмежено розчинні у воді

Перші три кислоти змішуються з водою в будь-яких співвідношеннях, а завдяки сильним водневим зв'язкам кислоти киплять вище за відповідні спирти. Стеаринова кислота нерозчинна, метанова є рідиною (t кип. 100,7 °C), а у випарах кислоти існують у вигляді димерів, тобто водневі зв'язки зберігаються.

В → А → Г → Б

Температури кипіння зростають зі збільшенням ланцюга: метанова 100,7 °C, пропанова 140,8 °C, пентанова 186,4 °C, гексанова 205,3 °C.

1 — Д, 2 — Б, 3 — Г, 4 — А

1) C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH (кислотний каталізатор), гідратація етену до етанолу. 2) C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O (нагрівання), окиснення етанолу до етаналю. 3) CH₃CHO + 2Cu(OH)₂ → CH₃COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O (нагрівання), окиснення етаналю свіжоосадженим купрум(II) гідроксидом із випаданням цегляно-червоного осаду. 4) 2CH₃COOH + Mg → (CH₃COO)₂Mg + H₂↑, взаємодія з активним металом з утворенням магній етаноату. Водень на нікелі не підходить жодній стадії.

1 — В, 2 — А, 3 — Б, 4 — Г

M(CH₃COONa) = 82 г/моль; n(CH₃COONa) = 32,8 : 82 = 0,4 моль. За рівнянням n(Na₂CO₃) = 0,4 : 2 = 0,2 моль. M(Na₂CO₃) = 106 г/моль; m(Na₂CO₃) = 0,2 · 106 = 21,2 г; ω = 21,2 : 26,5 = 0,8, тобто 80 %. ω(домішок) = 100 % − 80 % = 20 %. Число 0,8 моль виходить, якщо помилково помножити на коефіцієнт замість ділення.

Г. 60 г

M(CH₃COONa) = 82 г/моль; n(CH₃COONa) = 8,2 : 82 = 0,1 моль. За рівнянням n(CH₃COOH) = 0,1 моль; M(CH₃COOH) = 60 г/моль; m(кислоти) = 0,1 · 60 = 6 г. Маса розчину = 6 : 0,1 = 60 г. Відповідь 6 г — це маса чистої кислоти без урахування масової частки.

Б. Мають однакову характеристичну групу

Пропанова кислота містить карбоксильну групу –COOH, а метилетаноат містить естерну групу, тож характеристичні групи в них різні. Склад однаковий, а класи різні, тому вони є міжкласовими ізомерами.

А. Лимонна кислота міститься в цитрусових; Б. Мурашина кислота міститься в кропиві та залозах мурах

Мурашина кислота є в кропиві й залозах мурах, лимонна міститься в апельсинах і лимонах. Щавлева кислота міститься в помідорах і щавлі, яблучна міститься в яблуках, кавунах і малині, винна міститься у виноградному соку; у молочнокислих продуктах міститься молочна кислота.

Г → Б → А → В

Пропанова кислота необмежено розчинна, пентанова C₄H₉COOH розчинна (5 %), гексанова C₅H₁₁COOH малорозчинна (0,97 %), стеаринова нерозчинна. Розчинність зменшується зі збільшенням вуглеводневого ланцюга.

1 — А, 2 — Г, 3 — Д, 4 — В

1) CH₃Cl + KOH → CH₃OH + KCl (водний розчин), заміщення Хлору на гідроксильну групу. 2) 2CH₃OH + O₂ → 2HCHO + 2H₂O (мідний каталізатор, нагрівання), окиснення метанолу до метаналю. 3) HCHO + Ag₂O → HCOOH + 2Ag↓ (амоніачний розчин, нагрівання), реакція срібного дзеркала, під час якої метаналь окиснюється до метанової кислоти. 4) HCOOH + CH₃OH → HCOOCH₃ + H₂O (H₂SO₄, нагрівання), естерифікація з утворенням метилметаноату. Розчин HCl не підходить жодній стадії.

1 — Г, 2 — В, 3 — Д, 4 — А

M(CH₃COOK) = 98 г/моль; n(CH₃COOK) = 19,6 : 98 = 0,2 моль. За рівнянням n(K₂CO₃) = 0,2 : 2 = 0,1 моль. M(K₂CO₃) = 138 г/моль; m(K₂CO₃) = 0,1 · 138 = 13,8 г; ω = 13,8 : 15 = 0,92, тобто 92 %. ω(домішок) = 100 % − 92 % = 8 %. Число 0,4 моль виходить, якщо коефіцієнт 2 застосувати як множник.

А. 92 г

M(HCOONa) = 68 г/моль; n(HCOONa) = 13,6 : 68 = 0,2 моль. За рівнянням n(HCOOH) = 0,2 моль; M(HCOOH) = 46 г/моль; m(кислоти) = 0,2 · 46 = 9,2 г. Маса розчину = 9,2 : 0,1 = 92 г. Відповідь 9,2 г — це маса чистої кислоти без урахування масової частки.