有機化学で…

質問

どうしてもわからないので教えて頂きたいです。

CxHyCOONaの0.800gに過剰量となる1.00mol/l塩酸を3.00ml加えたところ、全てがCxHyCOOHになって遊離し、このCxHyCOOHを全て分離・回収して、完全燃焼させたところ、2.083gのCO2と0.805gのH2Oが生成した。このときのCxHyCOONaのxとyを求めよ。
解説が少なすぎてよく分からなくて困ってます。

分かりやすく教えて頂けると嬉しいです。

回答No.3

Tacosan · ベストアンサー

問題からきちんと式を立てるとこんな感じになるでしょうか:
0.800 g の CxHyCOONa を a mol とおきます. CxHyCOONa の式量は 12(x+1) + y + 32+23 = 12x + y + 67 なので a(12x+y+67) = 0.800.
塩酸を加えて遊離する CxHyCOOH も a mol で, これを完全燃焼させたときの CO2 と H2O はそれぞれ a(x+1) mol と a(y+1)/2 mol. 式量はそれぞれ 44 と 18 なので 44a(x+1) = 2.083, 18a(y+1)/2 = 0.805.
この 3つの式を連立させればいい. 比をとればわかるように, a とは無関係に x, y が出てきます. ただし, 普通は誤差があるので x, y として「それっぽい」整数にする必要があります.

回答No.4

gohtraw

＃２です。私の回答はｘとｙの方程式を作るときに数字を丸めているので誤差が生じている可能性があると思い、エクセルで計算してみました。すると確かにｙ＝２ｘ－１の場合ｘ＝１７になります。ところがｙ＝２ｘ－３の場合ｘ＝３５でそこそこ合ってしまいます。
　それと、解説の
C：H=2.083/44：0.805×2/18≒18.34
は明らかに間違っていますね。水素が炭素の１８倍もあるなんて。１．８９くらいになるはずです。なんかひどい問題ですね。

補足

丁寧な回答ありがとうございます。

後、解説で記載ミスしました…。

18.34ではなく、18：34でした。

すいません…。

回答No.2

gohtraw

最後まで解いていないのですが、
＜ヒント１＞
　カルボン酸を遊離させるのに用いた塩化水素は３／１０００モルです。これは０．８ｇのナトリウム塩に対して過剰だったのでその分子量をＭとすると
０．８／Ｍ＜３／１０００
Ｍ＞２６６．７　です。

＜ヒント２＞
　次にＣｘＨｙＣＯＯＨを燃焼させたときの反応式を書きましょう。
ＣｘＨｙＣＯＯＨ　＋　（ｘ＋ｙ／４＋１／４）Ｏ２　→　（ｘ＋１）ＣＯ２　＋　（ｙ＋１）／２Ｈ２Ｏ
　２．０８３ｇのＣＯ２と０．８０５ｇの水はそれぞれ０．０４７モル、０．０４５モルです。従って
ｘ＋１：（ｙ＋１）／２＝４７：４５
４７ｙ＋４７＝９０ｘ＋９０
４７ｙ＝９０ｘ＋４３　・・・（１）

これだけでは条件が不足しています。自信ないのですが
　ＣｘＨｙが環も多重結合も持たないとするとｙ＝２ｘ＋１であり、環あるいは多重結合が増えるごとにｙ＝２ｘ－１、ｙ＝２ｘ－３・・・と変化します。ｙ＝２ｘ＋１を（１）に代入すると
４７（２ｘ＋１）＝９０ｘ＋４３
４ｘ＝－４　となり意味のある解になりません。ではｙ＝２ｘ－１とすると
４７（２ｘ－１）＝９０ｘ＋４３
４ｘ＝９０
ｘ＝２２．５　となります。ｙ＝２ｘ－３だと
４７（２ｘ－３）＝９０ｘ＋４３
４ｘ＝１８４
ｘ＝４６　となります。

　ｘ＝４６、ｙ＝８９　だとすると反応式は
Ｃ４６Ｈ８９ＣＯＯＨ　＋　６８．５Ｏ２　→　４７ＣＯ２　＋　４５Ｈ２Ｏ
　となりカルボン酸の分子量は６８６、ナトリウム塩だと７０８となって題意に合致します。

ところがこれ以外に題意を満たす解がないという保証がなく、たとえばｘ＝９３、ｙ＝１７９でも合ってしまうように思います。解説に何かかいてありませんか？

お礼

解説を書きます。

完全燃焼で生じたCO2とH2Oの質量より

C：H=2.083/44：0.805×2/18≒18.34

よって、C17H33COOH、C17H33COONaとなる。

となっていますが、よく分かりません…。

回答ありがとうございます。

補足

解説を書きます。

CxHyCOOHはCxHyCOONaが加水分解されてカルボン酸となるもの。
完全燃焼で生じたCO2とH2Oの質量より、
C：H=2.083/44：0.805×2/18≒18.34

よって、C17H33COOH、C17H33COONaである。

って書いてありますが、よく分かりません…。

回答No.1

Tacosan

とりあえず塩酸で遊離させた CxHyCOOH における x と y の関係を導いて, そこからもとの CxHyCOOH のモル数を求めるのかな.

お礼

回答ありがとうございます。