Question

Вещество А содержит по массе 19,25 % углерода, 7,49 % азота, 17,11 % серы, 51,34 % кислорода и водород. Вещество А образуется при действии избытка разбавленной серной кислоты на натриевую соль Б. На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте одну из возможных структурных формул вещества А, которая отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А при взаимодействии натриевой соли Б с серной кислотой (используйте структурные формулы органических веществ).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить молекулярную формулу по массовым долям элементов, затем установить структуру как гидросульфат аминокислоты и записать уравнение реакции.

**Шаг 1. Вычисление массовой доли водорода**

$$\omega_{	ext{H}} = 100 – 19{,}25 – 51{,}34 – 7{,}49 – 17{,}11 = 4{,}81\%$$

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

$$m_{	ext{C}} = 100 \cdot 0{,}1925 = 19{,}25 	ext{ г}$$
$$m_{	ext{H}} = 100 \cdot 0{,}0481 = 4{,}81 	ext{ г}$$
$$m_{	ext{O}} = 100 \cdot 0{,}5134 = 51{,}34 	ext{ г}$$
$$m_{	ext{N}} = 100 \cdot 0{,}0749 = 7{,}49 	ext{ г}$$
$$m_{	ext{S}} = 100 \cdot 0{,}1711 = 17{,}11 	ext{ г}$$

**Шаг 3. Вычисление количеств вещества**

$$n_{	ext{C}} = \frac{19{,}25}{12} = 1{,}6 	ext{ моль}$$
$$n_{	ext{H}} = \frac{4{,}81}{1} = 4{,}81 	ext{ моль}$$
$$n_{	ext{O}} = \frac{51{,}34}{16} = 3{,}21 	ext{ моль}$$
$$n_{	ext{N}} = \frac{7{,}49}{14} = 0{,}535 	ext{ моль}$$
$$n_{	ext{S}} = \frac{17{,}11}{32} = 0{,}535 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Определение мольного соотношения**

$$n_{	ext{C}} : n_{	ext{H}} : n_{	ext{O}} : n_{	ext{N}} : n_{	ext{S}} = 1{,}6 : 4{,}81 : 3{,}21 : 0{,}535 : 0{,}535$$

Разделим на наименьшее значение (0,535):

$$3 : 9 : 6 : 1 : 1$$

Простейшая формула: $\ce{C3H9NO6S}$

**Шаг 5. Определение молекулярной формулы**

По условию вещество А образуется из натриевой соли аминокислоты при действии серной кислоты. Это указывает на гидросульфат аланина. Молекулярная формула совпадает с простейшей:

$$\ce{C3H9NO6S}$$

**Шаг 6. Структурная формула вещества А**

Вещество А — гидросульфат аланина:

$$\ce{CH3-CH(NH3^+)-COOH \cdot HSO4^-}$$

или в развёрнутом виде:

$$\ce{CH3-CH(NH3^+)-C(=O)OH}$$ с противионом $\ce{HSO4^-}$

**Шаг 7. Уравнение реакции**

Натриевая соль аланина (вещество Б) реагирует с избытком разбавленной серной кислоты:

$$\ce{CH3-CH(NH2)-COONa + H2SO4 -> CH3-CH(NH3^+)-COOH + NaHSO4}$$

или в ионной форме с явным указанием гидросульфат-иона:

$$\ce{CH3-CH(NH2)-COONa + 2H2SO4 -> CH3-CH(NH3^+)-COOH + NaHSO4 + H2SO4}$$

Упрощённо (основная реакция):

$$\ce{CH3-CH(NH2)-COONa + H2SO4 -> CH3-CH(NH3HSO4)-COOH}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/20wKH1LqCkN5odpQlR8y1BIGHb0i7xpvUrJBhvU3.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/ke25nfNyRYpEejx7Il4d8VEkkSfYvYIk8xuPaSfP.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии