NKPI

Maraqlı Məlumatlar

Kimyadan maraqlı məsələlər (həlli ilə) - 77

Məsələ. Kütləsi 1,0 q olan X üzvi maddəsinin tam yanma məhsulları miqdarı olaraq NaOH -ın kütlə payı 3,5% olan 200 q məhlul tərəfindən udulub. Alınan məhlulun bir yarısı 1,0 M xlorid turşusu ilə titrlənib (fenolftalein iştirakı ilə) və bunun üçün 55,9 sm3 həcmində titrant məhlulu sərf olunub. Məhlulun ikinci yarısı eyni titrant ilə metiloanj iştirakı olmaqla titrlənib və buna 83,5 sm3 həcmində məhlul sərf olunub, titrləmədən sonra isə reaksiya qarışığına gümüş nitrat məhlulunun artıq miqdarı əlavə olunub, nəticədə ağ, şorabənzər, kütləsi 12,53 q olan çöküntü əmələ gəlib.

1) X -in empirik formulunu müəyyən edin (əgər onun buxarlarının havaya nəzərən sıxlığı 5-dən böyük deyilsə).

2) X -in izomerlərinin struktur formullarını yazın və onları adlandırın.

3) X -in izomerlərindən biri digəri ilə müqayisədə daha çox aktivlik ilə su ilə reaksiyaya girir. Onun formulunu yazın və qısa izah edin ki, nə üçün.

4) Təsvir olunan eksperimentdə gedən reaksiyaların tənliklərini yazın.

Cavab:

1) AgNO3 məhlulu əlavə edildikdə əmələ gələn sözsüz ki, gümüş xlorid AgCl çöküntüsüdür.

M(AgCl) = 143,3 q/mol.

Onun kütləsi təyin etməyə imkan verir ki, məhlulda 12,53/143,3 = 0,0874 mol xlorid – ion var.

Eyni zamanda titrləmə zamanı yalnız 83,5∙1,0∙10-3 = 0,08350 mol HCl əlavə olunub. Beləliklə, məhlulda xlorid ionunun (0,08744 – 0,8350) = 0,00394 mol artıq miqdarı var.

Bu faktın yeganə izahı odur ki, X maddəsi xlora malikdir.

Üzvi maddələri yandırdıqda xlor adətən HCl-ə çevrilir ki, o da məsələdə göstərilən eksperiment şəraitində qələvi məhlulu ilə miqdarı olaraq udulur.

M(Cl) = 35,45 q/mol.

1,0 q maddədə xlorun miqdarı bərabərdir:

0,00394∙2 = 0,00788 mol və ya 0,00788∙35,45 = 0,2793 q.

Xlordan əlavə üzvi maddə karbon və hidrogenə malikdir və oksigenə də malik ola bilər.

X maddəsi yandırıldıqda (oksigendə) karbon miqdarı olaraq karbon qazına çevrilir ki, o da hidrogen xlorid ilə birlikdə qələvi məhlulu ilə tutulur. İlkin məhlulda NaOH -in miqdarından asılı olaraq reaksiyalar başa çatdıqdan sonra aşağıdakı vəziyyətlər reallaşa bilər:

− əgər ekvivalent miqdarda qələvi olubsa (az ehtimallıdır, amma mümkündür), məhlul Na2CO3 -ə malik olacaq;

− qələvi çatışmadıqda məhlul Na2CO3 və NaHCO3 qarışığına malik olur.

− qələvi artıq miqdarda olduqda məhlul NaOH -ə və Na2CO3 -ə malik olacaq.

Əgər titrləmə nəticələrinə baxılsa düzgün cavabı tapmaq çətin deyil. Fenolftalein iştirakı ilə titrləmə zamanı indikatorun rəngi pH=9–10 intervalında olduqda dəyişir ki, bu da reaksiyanın ekvivalentlik nöqtəsini müəyyən etməyə imkan verir:

NaOH + HCl = NaCl +H2O;

Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl.

Metiloranj ilə birlikdə titrləmə aparıldıqda pH=4–5 olduqda rəng dəyişir və reaksiyaların ekvivalentlik nöqtəsi təyin olunur:

NaOH + HCl = NaCl + H2O;

Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl;

Beləliklə, əgər məhlulda yalnız Na2CO3 varsa, metil narıncısı ilə birlikdə titrləməyə sərf olunan turşu məhlulunun həcmi fenolftalein ilə birlikdə titrləməyə sərf olunan turşunun həcmindən 2 dəfə çox olacaq.

Əgər məhlulda NaCO3 və NaHCO3 qarışığı varsa, metil narıncısı ilə birlikdə titrləməyə sərf olunan turşu məhlulunun həcmi fenolftalein ilə birlikdə titrləməyə sərf olunan turşu məhlulundan 2 dəfə çox olacaq.

Nəhayət, əgər məhlulda NaOH və Na2CO3 qarışığı varsa metil narıncısı ilə birılikdə titrləməyə sərf olunan turşunun həcmi fenolftalein ilə birlikdə titrləməyə sərf olunan turşunun həcminin iki mislindən az olacaq. Məsələdə məhz bu vəziyyət reallaşır.

Məhlulda udulma üçün 200,0∙0,0350/40,0 = 0,175 mol NaOH var.

HCl udulması üçün yalnız 0,00788 mol qələvi lazımdır və karbon qazının udulması üçün təxminən 0,167 mol qalır.

Kütləsi 1,0 q olan maddə nümunəsində xlordan başqa digər elemetlərə 1,0–0,2793 ≈ 0,72 q qalır.

M(C) = 12 q/mol.

Hətta bütün bu kütlə karbonun payına düşsə də onun yanması zamanı cəmi 0,72/12=0,060 mol karbon qazı əmələ gələrdi ki, onun udulmasına 0,12 mol qələvi lazımdır.

Nəticə: uducu məhlulda NaOH -in artıq miqdarı var, uyğun olaraq reaksiya başa çatdıqdan sonra NaOH və Na2CO3 - ə malik məhlul alınır.

İndi də hesablamaya keçək. Fenolftalein ilə titrləməyə 55,9∙1,0∙10-3 = 0,05590 mol HCl, metil narıncısı ilə 83,5∙1,0∙10-3 = 0,08350 mol HCl sərf olunub. Hesablamaq çətin deyil ki, (0,08350–0,05590)=0,02760 mol analiz olunan məhlulda Na2CO3 -ın miqdarına uyğun gəlir.

Udulmadan sonra məhlulda cəmi 0,02760∙2 = 0,05520 mol Na2CO3 olur ki, bu da 0,05520 mol karbon qazına uyğun gəlir. Və uyğun olaraq, 1,0 q X-də 0,05520 mol karbona uyğun gəlir.

n(C):n(Cl) = 0,05520:0,00788 = 7:1

Əgər maddədə bir xlor atomu varsa, onun mol kütləsi 1,0/0,00788 = 126,9 q/mol olur. Xlorun və 7 hidrogen atomunun kütlələri çıxıldıqda qalığa (126,9–35,5− 7∙12)=7,4 ≈ 7 q/mol qalır ki, bu da 7 hidrogen atomuna uyğun gələ bilər.

Onda X -in ən sadə formulu C7H7Cl olur.

X -in ən sadə formul üzrə hesablanan mol kütləsi 5∙29=145 q/mol-dan çox olmur, beləliklə, ən sadə formul ilə molekul formulu uyğun gəlir.

2) X maddəsi çox ehtimal ki, benzolun törəməsidir.

Bu halda dörd izomer struktur yazmaq olar:

3) Su ilə benzil xlorid aktiv reaksiyaya girir, çünki benzil vəziyyəti fenil qrupunun +M -effekti hesabına nukleofil əvəzləmə reaksiyalarında aktivləşmə olur.

4) Reaksiyaların tənlikləri:

2C7H7Cl + 17O2 = 14CO2 + 6H2O + 2HCl;

NaOH + HCl (qaz) = NaCl + H2O;

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O;

NaOH + HCl (məhlul) = NaCl + H2O;

Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl;

Na2CO3 + 2HCl = H2O + CO2↑ + 2NaCl;

NaCl + AgNO3 = AgCl2↓ + NaNO3;

C6H5CH2Cl + H2O = C6H5CH2OH + HCl.

2020-02-13   32714