by Συνδυαστική άσκηση οργανικης
Διαθέτουμε ομογενες μείγμα που αποτελείται από τέσσερις οργανικές ενώσεις Α.Β . Γ.Δ συνολικών mol 5.6 το οποίο χωρίζεται σε τέσσερα ίσα μέρη.
Στο πρώτο μέρος προσθέτουμε περίσσεια αντιδραστηρίου Tollens και παράγονται 64,8 γραμμάρια κατοπτρου ιζηματος.
Στο δεύτερο μέρος προσθέτουμε περίσσεια SOCl2 και παίρνουμε 31,36 λίτρα αερίων σε stp συνθήκες.
Στο τρίτο μέρος προσθέτουμε διάλυμα ΚΜnO4 παρουσία H2SO4. Για την πλήρη οξείδωσή του απαιτούνται 880ml υπερμαγγανικού καλίου συγκέντρωσης C=1M. Kατά την αντίδραση παράγονται φυσαλίδες που αν. διαβιβαστούν σε διάλυμα Ca(OH)2 καταβυθιζονται 50 γραμμάρια λευκού ζήματος. Η μία από τις τέσσερις δεν οξειδώνεται ενώ τα οξέα της που παράγονται είναι της μορφής RCOOH με ιδιο συντακτικό τύπο και Κα= 10^-5
Στο τέταρτο μέρος προσθέτουμε περίσσεια ιωδίου υδροξειδίου του καλίου και παίρνουμε 354.6 γραμμάρια κίτρινου ζήματος και δύο βασικά άλατα το ένα μάλιστα αποτελεί τη συζυγή μορφή κατα Bronsted-Lowry του οξέος που παράγεται στο τρίτο μέρος.
i)να βρεθούν ποιοι είναι οι συντακτικού τυποι των ενώσεων Α Β Γ. Δ και πόσα mol από την καθεμία περιέχει το αρχικό μείγμα
ii) αν απομονώσουμε τα βασικά άλατα που παράχθησαν από στο τέταρτο μέρος και τα διαλύσουμε σε νερό και ο ογκος του διαλυματος είναι 500 ml (Δ2) και το pΗ είναι 9.5 να βρεθεί η Κb1 και η Κb2 των βασικών μορφών των αλάτων.
Δίνεται Κw=10 ^-14 ισχύουν οι γνωστές προσεγγίσεις όλες οι οργανικές ενώσεις είναι κορεσμένες μορσθενεις 2
Ar Ag= 127 C= 12 H=1, O=16
Λύση
Το κάθε μέρος περιέχει 5.6/4=1.4 mol από τις Α Β Γ Δ, έστω χ,ψ, ω,φ mol αντίστοιχα.
Με Tollens αντιδρούν μόνο οι αλδευδες
RCHO+2AgNO3+3NH3+
Χ mol H2O>
RCOONH4+2Ag(s)
2x mol
+2NH4NO3
2x=m/Mr=64.8/108, x=0.3 mol αλδεϋδης ή αλδεύδων.
Στο δεύτερο μέρος με SOCl2 αντιδρούν μόνο οι αλκοόλες.
CνΗ 2ν+1ΟΗ+. SOCl2>
ψ mol
Cν Η 2ν+1Cl+ SO2(g)
Ψ mol
+HCl(g)
ψ mol,
Άρα συνολικά 2ψ mol αερίων από ψ mol αλκοολών οπότε
2 ψ=31.36/22.4, ψ=0.7 mol αλκοόλης ή αλκοολων.
Στο τρίτο μέρος από το γεγονός ότι παράγονται φυσαλίδες CO2 σημαίνει ότι υπάρχει ειτε HCH0 ή CH3OH. Αν η αλδεϋδη είναι
5HCHO+4 KMnO4+
X mol=0.3
6H2SO4>
5CO2+4MnSO4+
0.3 mol
2K2SO4+11H2O
Οπότε στη συνεχέια
CO2
0.3 mol
+Ca(OH)2>CaCO3 (s)+H2O. 0.3 mol
Άρα m=n*Mr= 0.3*100=30g
5CO2+ 6MnSO4+
0.5
3K2SO4+19H2O
Η αλδευδες αντιδρούν
5RCHO+2KMnO4 +
5. 2
0.3. 0.12
4H2SO4>
5RCOOH+2MnSO4+K2SO4
0.3
+8H2O Αφού παίρνουμε ένα μόνο οξύ και οι αλκοόλες θα έχουν ίδιο αριθμό ατόμων. C με τις αλδευδες ώστε να είναι 1ταγεις
5RCH2OH+4KMnO4+
5. 4
0.7-0.5=0.2 0.16
6H2SO4>
5RCOOH+4MnSO4+
0.2
+K2SO4+11H2O. Οπότε συνολικά 0.3+
0 .2=0.5 mol RCOOH και n KMnO4=C*V=1*0.88=0.88=0.6+0.12+016
Στο 4ο μέρος ξέρουμε ότι τα 0.5mol. CH3OH δεν δίνουν με την αλογονοφορμικη κίτρινο ίζημα ενώ όσα είναι τα mol του κίτρινου CHI3 είναι και τα mol των οργανικών ενώσεων, οπότε n= m/Mr=354.6/394= 0.9,άρα πρέπει 1.4-0.5=0.9 να αντιδρούν όλες οι άλλες ενώσεις , οπότε η αλδεΰδη είναι η CH3CHO και η αλκοόλη με ίσους άνθρακες CH3CH2OH, που δίνουν τα αντίστοιχα βασικά άλατα HCOOK 0.3 mol και ομοίως HCOOK 0.2 mol από την δεύτερη αντίδραση συνολικά 0.5 mol και άλας που περιέχει την σύζυγη βάση του οξέος που παράγεται στο 3ο μέρος και επομένως είναι το CH3COOH επομένως η σύζυγης βάση CH3COO- μιας και αποκλείονται αλκοόλες θα μπορούσε να παραχθεί μόνο από την CH3COCH3 0.4 mol που θα έδιναν. 0.4 mol CH3COOK> CH3COO- + K+
i)Οπότε στο αρχικό μίγμα έχουμε
0.5 *4=2mol. CH3OH,
0.3*4=1.2 mol CH3CHO,
0.2*4=0.8 mol CH3CH2OH,
0.4*4=1.6 mol CH3COCH3
ii) C1=0.5/0.5=1M HCOO-
C2=0.4/=0.5=0.8M CH3COO-
CH3COO- +H2O.
0.8-τ
CH3COOH+OH-
τ. τ+δ(Μ)
Κb1* Ka1=10^-14, Kb1=10^-9=(τ+δ)*τ/0.8-τ, 10^-9=10^-4.5*τ/0.8, τ=0.8*10^-4.5Μ, αφού ρΗ=9.5, ρΟΗ= 4.5 τ+δ=10^-4.5οπότε δ=0.2*10^-4.5Μ
HCOO- +H20
1-δ
HCOOH+OH-
δ. δ+τ(Μ)
Κb2= δ*(τ+δ)/
1-δ=0.2*10^-4.5*10^-4.5/1=2*10^-10
