Задача 8. При окислении предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) получили 9,73 г альдегида, 8,65 г меди и воду. Определите молекулярную формулу исходного спирта.

Решение:

1. Найдём количество меди, вступившей в реакцию:

\( n(Cu) = \frac{m(Cu)}{M(Cu)} = \frac{8,65 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0,135 \text{ моль} \)

2. Количество альдегида равно количеству меди, так как реакция идет в соотношении 1:1:

\( n(\text{альдегид}) = n(Cu) = 0,135 \text{ моль} \)

3. Определим молярную массу альдегида:

\( M(\text{альдегид}) = \frac{m(\text{альдегид})}{n(\text{альдегид})} = \frac{9,73 \text{ г}}{0,135 \text{ моль}} \approx 72 \text{ г/моль} \)

4. Молекулярная формула альдегида имеет вид \( C_nH_{2n+1}CHO \) или \( C_mH_{2m}O \). Общая формула альдегидов: \( C_xH_{2x+2}O \).

Для альдегида \( C_xH_{2x}O \) молярная масса равна \( 12x + 2x + 16 = 14x + 16 \).

Приравниваем молярную массу к 72 г/моль:

\( 14x + 16 = 72 \)

\( 14x = 56 \)

\( x = 4 \)

Значит, формула альдегида — \( C_4H_8O \).

5. Предельный одноатомный спирт имеет общую формулу \( C_nH_{2n+1}OH \). При окислении он превращается в альдегид (если первичный) или кетон (если вторичный). В данном случае получили альдегид, значит, спирт первичный.

Общая формула спирта: \( C_xH_{2x+1}OH \). При окислении атом водорода гидроксильной группы и один атом водорода при альфа-углеродном атоме отщепляются. Следовательно, число атомов углерода в спирте и альдегиде одинаково.

Формула спирта — \( C_4H_9OH \).

6. Проверим молярную массу спирта:

\( M(C_4H_9OH) = 4 12 + 10 1 + 16 = 48 + 10 + 16 = 74 \text{ г/моль} \)

Ответ: C₄H₉OH.