Какова молекулярная формула гомолога пиридина массой 7,49 г, который может полностью реагировать с 25,6 г 10%-ной

Podsolnuh

40

Чтобы решить эту задачу, давайте сначала определим, что такое гомологи. Гомологи - это органические соединения с одинаковым функциональным группировкой (например, спирты, карбоновые кислоты, алдегиды и т.д.), обладающие похожей химической структурой и следующие линейной последовательности.

Молекулярная формула пиридина - C₅H₅N. Нам дано, что гомолог пиридина имеет массу 7,49 г и полностью реагирует с 25,6 г 10%-ной соляной кислоты.

Чтобы найти молекулярную формулу гомолога пиридина, сначала определим количество вещества пиридина и соляной кислоты, используя их молярные массы.

Молярная масса пиридина (C₅H₅N) = 79,1 г/моль
Молярная масса соляной кислоты (HCl) = 36,5 г/моль

Масса пиридина, выраженная в молях:
Моль пиридина = масса пиридина / молярная масса пиридина
Моль пиридина = 7,49 г / 79,1 г/моль
Моль пиридина = 0,0947 моль

Масса соляной кислоты, выраженная в молях:
Моль соляной кислоты = масса соляной кислоты / молярная масса соляной кислоты
Моль соляной кислоты = 25,6 г / 36,5 г/моль
Моль соляной кислоты = 0,701 моль

Теперь, чтобы определить, какие изомеры могут образоваться в реакции, найдем их структурные формулы. Гомологи пиридина могут быть следующих видов:

1. 2-метилпиридин (C₆H₈N)
2. 3-метилпиридин (C₆H₈N)
3. 4-метилпиридин (C₆H₈N)
4. 2,6-диметилпиридин (C₇H₉N)

Теперь, чтобы определить, какой из этих изомеров образуется, нужно найти соотношение между пиридином и соляной кислотой в реакции.

С точки зрения реакции, пиридин действует как основание, а соляная кислота - как кислота. Взаимодействуя, они образуют соль и воду:

C₅H₅N + HCl -> C₅H₅NHCl

Одна молекула пиридина реагирует с одной молекулой соляной кислоты, поэтому соотношение между ними 1:1, вместе с исходными количествами веществ:

Пиридин:Соляная кислота = 0,0947 моль:0,701 моль

Теперь, когда у нас есть соотношение между пиридином и соляной кислотой, мы можем определить, какой изомер будет образован в наибольшем количестве.

Для этого посмотрим на структурные формулы всех изомеров и найдем их молярные массы:

1. Метилпиридин (C₆H₈N) - 4 изомера
Молярная масса = 96,14 г/моль

2,6-диметилпиридин (C₇H₉N)
Молярная масса = 107,15 г/моль

Теперь посчитаем массы каждого из изомеров, используя их соотношение с пиридином:

1. 2-метилпиридин:
Масса = молярная масса × моли изомера
Масса = 96,14 г/моль × 0,0947 моль = 9,11 г

2. 3-метилпиридин:
Масса = молярная масса × моли изомера
Масса = 96,14 г/моль × 0,0947 моль = 9,11 г

3. 4-метилпиридин:
Масса = молярная масса × моли изомера
Масса = 96,14 г/моль × 0,0947 моль = 9,11 г

4. 2,6-диметилпиридин:
Масса = молярная масса × моли изомера
Масса = 107,15 г/моль × 0,0947 моль = 10,14 г

Итак, из результатов видно, что все 4 изомера будут образованы, но 2,6-диметилпиридин будет присутствовать в наибольшем количестве с массой 10,14 г.

Структурные формулы четырех изомеров гомолога пиридина:

1. 2-метилпиридин:
H
|
H - C - C - N
|
H

2. 3-метилпиридин:
H
|
H - C - C - N
|
H

3. 4-метилпиридин:
H
|
H - C - C - N
|
H

4. 2,6-диметилпиридин:
H H
| |
H - C - C - N
| |
H H

Надеюсь, что с помощью этого подробного решения вы лучше поняли, как определить молекулярную формулу гомолога пиридина и структурные формулы его изомеров.