Какие изомеры пентана образуются в результате хлорирования 2,74 г пентана, и какой изомер пентана прошел хлорирование?

Константин

12

Хлорирование пентана (C5H12) является реакцией, в ходе которой атомы хлора добавляются к молекулам пентана. Давайте разберемся, какие изомеры пентана формируются в результате этой реакции.

Изомеры пентана могут быть представлены следующим образом:

1. Нормальный пентан (n-pentane) - это упорядоченная цепь из пяти углеродных атомов.

2. Изо-пентан (isopentane) имеет следующую структуру: CH3-CH(CH3)-CH2-CH3. В этом изомере углеродный атом с двумя метиловыми группами (CH3) присоединен к центральному углеродному атому.

3. Неопентан (neopentane) имеет следующую структуру: (CH3)4C. В данном изомере четыре метиловых группы (CH3) присоединены к центральному углеродному атому.

Рассчитаем количество моль пентана, используя его молярную массу, которая составляет 72,15 г/моль. Масса 2,74 г пентана будет соответствовать:

\[n = \frac{m}{M} = \frac{2,74\ г}{72,15\ г/моль} \approx 0,038\ моль\]

При хлорировании пентана может образоваться несколько хлорированных изомеров. Давайте рассмотрим процесс хлорирования каждого из изомеров пентана:

1. Хлорирование нормального пентана (n-pentane): Каждый углеродный атом в цепи пентана может реагировать с одним молекулой хлора, образуя соответствующий хлорированный изомер. В этом случае, все атомы углерода в цепи пентана являются одинаковыми, поэтому все пять атомов углерода в нормальном пентане могут быть хлорированы, образуя следующую структуру:

\[
\chemfig{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-\ Cl}
\]

2. Хлорирование изо-пентана (isopentane): В этом случае, только центральный углеродный атом с двумя метиловыми группами в изо-пентане может реагировать с хлором, образуя следующую структуру:

\[
\chemfig{CH_3-\ C(-[2]CH_3)(-[6]CH_3)-\ CH_2-CH_3-\ Cl}
\]

3. Хлорирование неопентана (neopentane): В неопентане четыре метиловых группы окружают центральный углерод, который не может реагировать с хлором. Поэтому, неопентан не будет подвергаться хлорированию.

Теперь давайте рассмотрим вопрос о выделении уксусной кислоты из водного раствора натриевой соли в виде хлорида.

Уравнение реакции между натриевой солью уксусной кислоты и хлороводородной кислотой выглядит следующим образом:

\[
CH_3COONa\ +\ HCl\ \rightarrow\ CH_3COOH\ +\ NaCl
\]

Из уравнения видно, что каждая молекула натриевой соли уксусной кислоты (CH3COONa) реагирует с одной молекулой хлороводородной кислоты (HCl) и образуется одна молекула уксусной кислоты (CH3COOH) и одна молекула хлорида натрия (NaCl).

Следовательно, количество уксусной кислоты, выделившейся в виде хлорида, будет равно количеству натриевой соли уксусной кислоты:

\[n_{CH_3COOH} = n_{CH3COONa} = 0,038\ моль\]

Вот такое обстоятельное решение данной задачи! Надеюсь, это вам помогло. Если есть еще вопросы, не стесняйтесь спрашивать. Я всегда готов помочь!