номер 4, страница 207 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. В результате окисления $2,15 \text{ г}$ гомолога уксусного альдегида аммиачным раствором $\text{Ag}_2\text{O}$ было получено $5,4 \text{ г}$ серебра. Установите молекулярную формулу альдегида.

4.Дано:
$m(\text{альдегида}) = 2{,}15\text{ г}$
$m(\mathrm{Ag}) = 5{,}4\text{ г}$
$M(\mathrm{Ag}) = 108\text{ г/моль}$
Найти: молекулярную формулу альдегида.

Решение:

Гомологи уксусного альдегида относятся к классу предельных одноосновных альдегидов и имеют общую формулу $\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n}\mathrm{O}$ (или $\mathrm{R}\!-\!\mathrm{CHO}$).

Составим уравнение реакции окисления альдегида аммиачным раствором оксида серера (реакция «серебряного зеркала»):

$$\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n}\mathrm{O} + \mathrm{Ag}_2\mathrm{O} \xrightarrow{\mathrm{NH}_3 \cdot \mathrm{H}_2\mathrm{O}} \mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n}\mathrm{O}_2 + 2\mathrm{Ag}\downarrow$$

Рассчитаем количество вещества выделившегося серебра:

$$n(\mathrm{Ag}) = \frac{m(\mathrm{Ag})}{M(\mathrm{Ag})} = \frac{5{,}4\text{ г}}{108\text{ г/моль}} = 0{,}05\text{ моль}$$

По уравнению реакции молярное соотношение между альдегидом и серебром составляет $1 : 2$, следовательно:

$$n(\text{альдегида}) = \frac{1}{2} n(\mathrm{Ag}) = \frac{0{,}05\text{ моль}}{2} = 0{,}025\text{ моль}$$

Определим молярную массу неизвестного альдегида:

$$M(\text{альдегида}) = \frac{m(\text{альдегида})}{n(\text{альдегида})} = \frac{2{,}15\text{ г}}{0{,}025\text{ моль}} = 86\text{ г/моль}$$

Выразим молярную массу альдегида через число атомов углерода $n$ с помощью общей формулы $\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n}\mathrm{O}$:

$$M(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n}\mathrm{O}) = 12n + 2n + 16 = 14n + 16$$

$$14n + 16 = 86$$

$$14n = 70$$

$$n = 5$$

Число атомов углерода равно $5$, следовательно, формула альдегида — $\mathrm{C}_5\mathrm{H}_{10}\mathrm{O}$ (пентаналь / валериановый альдегид).

Ответ: $\mathrm{C}_5\mathrm{H}_{10}\mathrm{O}$