Witaj :)
Naszym zadaniem jest ustalenie wzorów strukturalnych, oraz nazw estrów, w których znamy stosunek masowy pierwiastków.
Estry to organiczne pochodne kwasów karboksylowych i alkoholi o wzorze R-COO-R'. Estry mogą pochodzić od kwasów alifatycznych, jak i aromatycznych, oraz od alkoholi alifatycznych lub aromatycznych. Estry otrzymujemy w reakcji estryfikacji. Jest to rekcja pomiędzy kwasem a alkoholem w obecności katalizatora, którym jest stężony kwas siarkowy(VI). Zamiast kwasów karboksylowych można reakcję estryfikacji przeprowadzić z użyciem kwasów nieorganicznych, np.: Kwas ortoborowy, kwas azotowy(V), kwas siarkowy(VI).
Izomery to związki chemiczne, które mają identyczne wzoru sumaryczne, ale różnią się ułożeniem atomów w przestrzeni.
Z treści zadania wiemy, że stosunek masowy węgla do wodoru do tlenu wynosi:
[tex]mC:mH:mO=18:3:8[/tex]
Ponieważ jest to stosunek masowy, wówczas przyjmiemy na potrzeby obliczeń, że są to gramy. Możemy zatem zapisać, że:
[tex]mC=18g\ \ \ \wedge \ \ \ mH=3g\ \ \ \wedge\ \ \ mO=8g[/tex]
Nasz ester możemy opisać wzorem ogólnym:
[tex]\Huge \boxed{C_xH_yO_z}[/tex]
Nasze obliczenia będą się sprowadzać do wyznaczenia indeksów stechiometrycznych x,y,z. Będą to liczby moli poszczególnych atomów w tym estrze. Wprowadźmy następujące oznaczenia:
[tex]x=n_c\ \ \ \wedge\ \ \ y=n_H\ \ \ \wedge\ \ \ z=n_O[/tex]
Zapiszmy masy molowe tych pierwiastków:
[tex]M_C=12g/mol\ \ \ \wedge\ \ \ M_H=1g/mol\ \ \ \wedge\ \ \ M_O=16g/mol[/tex]
Ponieważ liczba moli będzie stosunkiem masy danego pierwiastka do jego masy molowej, obliczmy liczby moli tych pierwiastków:
[tex]x=\frac{mC}{M_C}=\frac{18g}{12g/mol} =1,5mol\\\\y=\frac{mH}{M_H}=\frac{3g}{1g/mol} =3mol\\\\z=\frac{m_O}{M_O}=\frac{8g}{16g/mol} =0,5mol[/tex]
Więc stosunek molowy tych pierwiastków wynosi:
[tex]x:y:z=1,5:3:0,5[/tex]
Ponieważ nie otrzymaliśmy liczb, całkowitych mnożymy wszystko przez 2:
[tex]x:y:z=3:6:1[/tex]
UWAGA!!! Jak widzimy z naszego stosunku mamy 1 atom tlenu, a w estrach występują 2 atomy. Musimy jeszcze raz pomnożyć wszystko przez 2. Ostatecznie otrzymujemy:
[tex]x:y:z=6:12:2[/tex]
Wzór sumaryczny wygląda następująco:
[tex]\Huge \boxed{C_6H_{12}O_2}[/tex]
Jakie będą możliwe estry o takim wzorze sumarycznym? Musimy tutaj uwzględnić zarówno estry o łańcuchach prostych jak i rozgałęzionych. Możemy utworzyć następujące estry:
- metanian pentylu,
- metanian pentan-2-ylu,
- metanian 2-metylobutan-2-ylu,
- metanian 2-metylobutylu,
- metanian 2,2-dimetylopropylu,
- metanian 3-metylobutan-2-ylu,
- etanian butylu,
- etanian butan-2-ylu,
- etanian 2-metylopropan-2-ylu,
- propanian propylu,
- propanian propan-2-ylu,
- butanian etylu,
- 2-metylopropanian etylu,
- 3-metylopropanian etylu,
- pentanian metylu,
- 3-meytylobutanian metylu,
- 2,2-dimetylopropanian metylu.
