Question

Соль органической кислоты содержит 5,05% водорода, 42,42% углерода, 32,32% кислорода и 20,21% кальция по массе. Известно, что при нагревании этой соли образуется карбонильное соединение. Напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании этой соли. На основании данных условия: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить молекулярную формулу соли по массовым долям элементов, затем установить структуру органической кислоты и написать уравнение термического разложения.

**Шаг 1. Расчёт масс элементов в 100 г вещества**

Принимаем массу образца равной 100 г:

$$m_{\ce{C}} = 100 \cdot 0{,}4242 = 42{,}42 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{H}} = 100 \cdot 0{,}0505 = 5{,}05 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{O}} = 100 \cdot 0{,}3232 = 32{,}32 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{Ca}} = 100 \cdot 0{,}2021 = 20{,}21 	ext{ г}$$

**Шаг 2. Расчёт количеств вещества**

$$n_{\ce{C}} = \frac{42{,}42}{12} = 3{,}535 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{H}} = \frac{5{,}05}{1} = 5{,}05 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{O}} = \frac{32{,}32}{16} = 2{,}02 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{Ca}} = \frac{20{,}21}{40} = 0{,}50525 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Определение мольного соотношения**

Делим все значения на наименьшее (0,50525):

$$n_{\ce{C}} : n_{\ce{H}} : n_{\ce{O}} : n_{\ce{Ca}} = 3{,}535 : 5{,}05 : 2{,}02 : 0{,}50525 = 7 : 10 : 4 : 1$$

Элементарная формула: $\ce{C7H10O4Ca}$

**Шаг 4. Определение структуры**

При нагревании соль образует карбонильное соединение. Удалив кальций и добавив два атома водорода, получаем органическую кислоту:

$$\ce{C7H12O4}$$

Это гептандиовая кислота (пимелиновая кислота): $\ce{HOOC-(CH2)5-COOH}$

Следовательно, исходное вещество — гептандиоат кальция.

**Шаг 5. Молекулярная формула**

$$\ce{C7H10O4Ca}$$

**Шаг 6. Структурная формула**

Гептандиоат кальция имеет структуру:

$$\ce{CH2(CH2)5CH2 	ext{ с двумя карбоксильными группами, связанными с Ca}}$$

или в развёрнутом виде:

$$\ce{(CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH)2Ca}$$

**Шаг 7. Уравнение реакции при нагревании**

При нагревании гептандиоата кальция происходит кетонизация — образуется циклическое карбонильное соединение (циклогексанон) и карбонат кальция:

$$\ce{C7H10O4Ca ->[t°] C6H10O + CaCO3}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/74wvCodjmDVAUW0XCdw48Y3NPHPUHfhGxanAliGd.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/VTqKEjDzcgsctDwzKLxZNbNdWfrPB5EPMKRYiTvY.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии