5. Органическое вещество содержит 13,33% водорода и 26,67% кислорода. Известно, что оно не взаимодействует с натрием. Определите молекулярную и структурную формулу вещества и составьте любую реакцию его получения.

Решение:

1. Найдём содержание углерода в веществе:

\( 100\% - 13.33\% - 26.67\% = 60\% \)

2. Определим простейшую формулу вещества, приняв массу вещества за 100 г:

• Масса углерода: \( 100 \text{ г} \times 0.60 = 60 \text{ г} \)
• Масса водорода: \( 100 \text{ г} \times 0.1333 = 13.33 \text{ г} \)
• Масса кислорода: \( 100 \text{ г} \times 0.2667 = 26.67 \text{ г} \)

3. Переведём массы в моли, используя молярные массы элементов (C = 12, H = 1, O = 16):

• Моли углерода: \( \frac{60}{12} = 5 \text{ моль} \)
• Моли водорода: \( \frac{13.33}{1} = 13.33 \text{ моль} \)
• Моли кислорода: \( \frac{26.67}{16} \approx 1.67 \text{ моль} \)

4. Найдём соотношение атомов, поделив на наименьшее число молей (1.67):

• Углерод: \( \frac{5}{1.67} \approx 3 \)
• Водород: \( \frac{13.33}{1.67} \approx 8 \)
• Кислород: \( \frac{1.67}{1.67} = 1 \)

Простейшая формула вещества: \( C_3H_8O \).

5. Определим молекулярную формулу. Молярная масса простейшей формулы: \( 12 \times 3 + 1 \times 8 + 16 = 36 + 8 + 16 = 60 \text{ г/моль} \).

Поскольку вещество не взаимодействует с натрием, это означает, что оно не содержит гидроксильных групп (-OH) или карбоксильных групп (-COOH). Это может быть простой эфир или спирт, который не является первичным или вторичным. Если бы это был первичный или вторичный спирт, он бы реагировал с натрием. Если бы это была карбоновая кислота, она также реагировала бы с натрием. Таким образом, скорее всего, это простой эфир.

Если предположить, что это спирт, то молекулярная формула может быть \( C_3H_8O \). Молярная масса: \( 12 \times 3 + 1 \times 8 + 16 = 36 + 8 + 16 = 60 \text{ г/моль} \).

Возможные изомеры:

• Пропанол-1 (CH₃CH₂CH₂OH) — реагирует с натрием.
• Пропанол-2 ((CH₃)₂CHOH) — реагирует с натрием.
• Диметиловый эфир (CH₃OCH₃) — не реагирует с натрием.

Следовательно, вещество — диметиловый эфир.

6. Составим реакцию получения диметилового эфира:

\( 2CH_3OH \xrightarrow{\text{H}_2SO_4, 140^{\circ}C} CH_3OCH_3 + H_2O \)

Эта реакция показывает дегидратацию метанола при высокой температуре в присутствии серной кислоты, что приводит к образованию диметилового эфира.

Ответ: Молекулярная формула: \( C_3H_8O \) (диметиловый эфир). Структурная формула: \( CH_3-O-CH_3 \). Реакция получения: \( 2CH_3OH \xrightarrow{\text{H}_2SO_4, 140^{\circ}C} CH_3OCH_3 + H_2O \).