номер 2, страница 229 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2.Приведите структурную формулу и название карбоновой кислоты $X$, являющейся изомером бутановой кислоты. Как можно получить кислоту $X$, имея в распоряжении соответствующий альдегид, сульфат меди(II), раствор гидроксида натрия и дистиллированную воду? Напишите уравнения всех необходимых реакций, укажите условия их протекания и объясните наблюдаемые явления.

1.Определение кислоты X

Бутановая кислота имеет молекулярную формулу $\mathrm{C_4H_8O_2}$ и неразветвленный углеродный скелет: $\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-COOH}$.

Единственным изомером бутановой кислоты по углеродному скелету среди карбоновых кислот является 2-метилпропановая кислота (тривиальное название — изомасляная кислота).

Структурная формула кислоты X:
$$\mathrm{CH_3-CH(CH_3)-COOH}$$

2.Получение кислоты X

Для синтеза 2-метилпропановой кислоты берут соответствующий ей альдегид — 2-метилпропаналь (изобутиральдегид): $\mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CHO}$.

Окисление альдегида можно провести с помощью свежеосажденного гидроксида меди(II).

Стадия 1: Приготовление окислителя.
К водному раствору сульфата меди(II) приливают раствор гидроксида натрия:

$$\mathrm{CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}$$

Наблюдаемые явления: выпадает объемный осадок голубого цвета — гидроксид меди(II).

Стадия 2: Окисление альдегида.
К полученной суспензии свежеосажденного $\mathrm{Cu(OH)_2}$ добавляют 2-метилпропаналь и нагревают смесь на спиртовке или водяной бане:

$$\mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_3-CH(CH_3)-COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O}$$

Условия протекания: нагревание смеси реагирующих веществ ($t^\circ$).

Наблюдаемые явления: при нагревании голубой осадок гидроксида меди(II) сначала переходит в желтый осадок гидрата оксида меди(I) $\mathrm{CuOH}$ (или $\mathrm{Cu_2O \cdot xH_2O}$), который при дальнейшем нагревании превращается в осадок кирпично-красного цвета — оксид меди(I) $\mathrm{Cu_2O}$.