Question

Некоторое вещество получено при окислении циклического углеводорода (без заместителей в цикле) перманганатом калия в присутствии серной кислоты. Вещество содержит 45,45% углерода, 48,48% кислорода и 6,07% водорода по массе. Напишите уравнение получения этого вещества окислением соответствующего циклического углеводорода перманганатом калия в присутствии серной кислоты. На основании данных условия: 1) проведите необходимые вычисления 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 окисления циклического углеводорода, определить молекулярную формулу и структуру продукта.

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

$$m_{	ext{C}} = 100 \cdot 0{,}4545 = 45{,}45 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{H}} = 100 \cdot 0{,}0607 = 6{,}07 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{O}} = 100 \cdot 0{,}4848 = 48{,}48 	ext{ г}$$

**Шаг 2. Вычисление количества вещества каждого элемента:**

$$n_{	ext{C}} = \frac{45{,}45}{12} = 3{,}7875 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{H}} = \frac{6{,}07}{1} = 6{,}07 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{O}} = \frac{48{,}48}{16} = 3{,}03 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Определение мольного соотношения:**

$$n_{	ext{C}} : n_{	ext{H}} : n_{	ext{O}} = 3{,}7875 : 6{,}07 : 3{,}03$$

Разделим на наименьшее значение (3,03):

$$1{,}25 : 2 : 1$$

Умножим на 4 для получения целых чисел:

$$5 : 8 : 4$$

Простейшая формула: $\ce{C5H8O4}$

**Шаг 4. Определение молекулярной формулы:**

Так как вещество образовано окислением циклического углеводорода перманганатом калия в кислой среде, оно представляет собой двухосновную карбоновую кислоту. Формула $\ce{C5H8O4}$ соответствует пентандиовой кислоте (глутаровой кислоте).

Молекулярная формула: $\ce{C5H8O4}$

**Шаг 5. Структурная формула:**

Пентандиовая кислота имеет структуру:

$$\ce{HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH}$$

**Шаг 6. Уравнение реакции окисления циклопентана:**

$$\ce{5 C5H10 + 8KMnO4 + 12H2SO4 ->[t°] 5 HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O}$$

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/A1Srm7yBPB6Jmf8AVxw98zLJOgD8yAWL1cw5Ny3c.png)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/JupSRkvpLdp8UkIxobfTnhNakMX5yY155e7AoJmH.png)

Задание №33Расчётные задачиЕГЭ по химии