Question

Вещество А содержит 46,75% углерода, 20,78% кислорода, 29,87% натрия по массе, остальное – водород. Вещество А образуется при обработке избытком раствора гидроксида натрия вещества Б без нагревания. Известно, что функциональные группы в молекуле вещества Б максимально удалены друг от друга. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида натрия. На основании данных условия задания: 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: по массовым долям элементов найти простейшую формулу, затем, учитывая условие о максимальном удалении функциональных групп и реакцию с $\ce{NaOH}$, определить молекулярную формулу и структуру вещества А.

**Шаг 1. Определение массовой доли водорода**

$$\omega_{\ce{H}} = 100 – 46{,}75 – 20{,}78 – 29{,}87 = 2{,}6\%$$

**Шаг 2. Расчёт масс элементов в 100 г вещества**

$$m_{\ce{C}} = 100 \cdot 0{,}4675 = 46{,}75 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{H}} = 100 \cdot 0{,}026 = 2{,}6 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{O}} = 100 \cdot 0{,}2078 = 20{,}78 	ext{ г}$$

$$m_{\ce{Na}} = 100 \cdot 0{,}2987 = 29{,}87 	ext{ г}$$

**Шаг 3. Расчёт количеств вещества**

$$n_{\ce{C}} = \frac{46{,}75}{12} = 3{,}9 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{H}} = \frac{2{,}6}{1} = 2{,}6 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{O}} = \frac{20{,}78}{16} = 1{,}29875 	ext{ моль}$$

$$n_{\ce{Na}} = \frac{29{,}87}{23} = 1{,}3 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Нахождение простейшей формулы**

Разделим все значения на наименьшее (1,29875):

$$n_{\ce{C}} : n_{\ce{H}} : n_{\ce{O}} : n_{\ce{Na}} = 3 : 2 : 1 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C3H2ONa}$

**Шаг 5. Определение молекулярной формулы**

Соотношение углерода и водорода близко к 1:1, что указывает на наличие бензольного кольца. Поскольку вещество А образуется при взаимодействии вещества Б с $\ce{NaOH}$ без нагревания и функциональные группы в молекуле Б максимально удалены, вещество Б содержит две гидроксильные группы (фенольные или спиртовые). Удвоив простейшую формулу, получаем:

$$\ce{C6H4O2Na2}$$

**Шаг 6. Структурная формула вещества А**

Вещество А – динатриевая соль 1,4-дигидроксибензола (гидрохинона):

$$\ce{NaO-C6H4-ONa}$$

или в развёрнутом виде:

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/hWcw5KsPLFJbAiObTe6oxhKBr3mJwW3w3HW2bMR8.png)

**Шаг 7. Уравнение реакции**

Вещество Б – гидрохинон $\ce{HO-C6H4-OH}$, который при обработке избытком $\ce{NaOH}$ полностью деионизируется:

$$\ce{HO-C6H4-OH + 2NaOH -> NaO-C6H4-ONa + 2H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/7XthzfAOxtYwbk50380SUReMoxsfxEh3SIqk5N5g.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии