Question

Органическое вещество А содержит 17,11% кислорода, 57,75% углерода, 7,49% азота, 12,30% натрия и водород. Известно, что вещество А получено при взаимодействии вещества Б природного происхождения с гидроксидом натрия, причём азотсодержащая функциональная группа в веществе А находится в альфа-положении по отношению к кислородсодержащей, а в ароматическом ядре замещен только один атом водорода. На основании данных условия задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества А;
2) составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить молекулярную формулу через расчёт массовых долей элементов, затем установить структуру на основе функциональных групп и условий задачи.

**Шаг 1. Вычисление массовой доли водорода**

$$\omega_{	ext{H}} = 100 – 57{,}75 – 17{,}11 – 7{,}49 – 12{,}30 = 5{,}35\%$$

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

$$m_{	ext{C}} = 100 \cdot 0{,}5775 = 57{,}75 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{H}} = 100 \cdot 0{,}0535 = 5{,}35 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{O}} = 100 \cdot 0{,}1711 = 17{,}11 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{N}} = 100 \cdot 0{,}0749 = 7{,}49 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{Na}} = 100 \cdot 0{,}1230 = 12{,}30 	ext{ г}$$

**Шаг 3. Вычисление количеств вещества**

$$n_{	ext{C}} = \frac{57{,}75}{12} = 4{,}81 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{H}} = \frac{5{,}35}{1} = 5{,}35 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{O}} = \frac{17{,}11}{16} = 1{,}07 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{N}} = \frac{7{,}49}{14} = 0{,}535 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{Na}} = \frac{12{,}30}{23} = 0{,}53 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Определение мольного соотношения**

Разделим все значения на наименьшее (0,53):

$$	ext{C} : 	ext{H} : 	ext{O} : 	ext{N} : 	ext{Na} = 9 : 10 : 2 : 1 : 1$$

Молекулярная формула: $\ce{C9H10NO2Na}$

**Шаг 5. Установление структурной формулы**

По условиям задачи вещество А содержит:
- бензольное кольцо (ароматическое ядро с одним замещением);
- карбоксильную группу (кислородсодержащая);
- аминогруппу (азотсодержащая);
- натриевую соль карбоксильной группы.

Аминогруппа находится в альфа-положении к карбоксилу. Это натриевая соль L-фенилаланина (2-амино-3-фенилпропановой кислоты).

Структурная формула вещества А:

$$\ce{NaO-C(=O)-CH(NH2)-CH2-C6H5}$$

или в развёрнутом виде:

$$\ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COONa}$$

**Шаг 6. Уравнение реакции получения вещества А**

Вещество Б — L-фенилаланин (свободная аминокислота):

$$\ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH + NaOH -> C6H5-CH2-CH(NH2)-COONa + H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/SEF5VPLB7Pd3NZa653oD76kg56kkxKiJoPjgAimc.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/d8Wmiz3YIIVq2HwqewdDVg8E1BowwtPZnFHXPQ9g.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии