Question

При сжигании органического вещества природного происхождения массой 5,84 г получено 8,8 г углекислого газа, 3,6 г воды и 896 мл (н.у.) азота. При гидролизе данного вещества в присутствии гидроксида калия образуются две соли.

На основании данных условия:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте возможную структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции гидролиза органического вещества в присутствии гидроксида калия.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: по продуктам сгорания найти количество атомов каждого элемента, определить простейшую формулу, затем на основе условия гидролиза установить структуру дипептида.

**Вычисление количеств элементов:**

Количество вещества продуктов сгорания:

$$n(\ce{CO2}) = \frac{8{,}8}{44} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H2O}) = \frac{3{,}6}{18} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N2}) = \frac{0{,}896}{22{,}4} = 0{,}04 	ext{ моль}$$

Количество атомов элементов в исходном веществе:

$$n(\ce{C}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{H}) = 2n(\ce{H2O}) = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{N}) = 2n(\ce{N2}) = 2 \cdot 0{,}04 = 0{,}08 	ext{ моль}$$

Массы элементов:

$$m(\ce{C}) = 0{,}2 \cdot 12 = 2{,}4 	ext{ г}$$

$$m(\ce{H}) = 0{,}4 \cdot 1 = 0{,}4 	ext{ г}$$

$$m(\ce{N}) = 0{,}08 \cdot 14 = 1{,}12 	ext{ г}$$

Масса кислорода:

$$m(\ce{O}) = 5{,}84 - 2{,}4 - 0{,}4 - 1{,}12 = 1{,}92 	ext{ г}$$

$$n(\ce{O}) = \frac{1{,}92}{16} = 0{,}12 	ext{ моль}$$

**Определение простейшей формулы:**

Соотношение количеств атомов:

$$n(\ce{C}) : n(\ce{H}) : n(\ce{O}) : n(\ce{N}) = 0{,}2 : 0{,}4 : 0{,}12 : 0{,}08$$

Разделим на наименьшее (0,08):

$$2{,}5 : 5 : 1{,}5 : 1$$

Умножим на 2:

$$5 : 10 : 3 : 2$$

Молекулярная формула: $\ce{C5H10O3N2}$

**Определение структуры:**

По условию при гидролизе образуются две соли, что указывает на дипептид — соединение двух аминокислот. Формула $\ce{C5H10O3N2}$ соответствует глицил-аланину (дипептиду из глицина и аланина).

Структурная формула глицил-аланина:

$$\ce{H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH}$$

**Уравнение гидролиза в присутствии гидроксида калия:**

$$\ce{H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH + 2KOH -> CH2(NH2)-COOK + CH3-CH(NH2)-COOK + H2O}$$

или в более развёрнутом виде:

$$\ce{H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH + 2KOH -> H2N-CH2-COOK + H2N-CH(CH3)-COOK + H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/PSPKIbM8Oyy57Vlvb2oO0Y2mjRYtfITR6cDbSsfV.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/17HJbV7I0OnetPobMkWmSwQ3TlnqrkcjlX110ckD.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии