Здравствуйте! Рад помочь вам с этим интересным заданием по химии. Давайте разберем его по шагам.

На фото представлено одно большое задание, которое можно разделить на несколько этапов:
1. Нахождение молекулярной формулы вещества А по продуктам сгорания.
2. Определение строения вещества А на основе его химических свойств.
3. Составление уравнения реакции окисления.
4. Формулировка ответов в требуемом формате.

Задание 1. Установление формулы вещества А

Шаг 1: Анализ данных из условия

• Масса органического вещества А: $m(A) = 1,64$ г.
• Объем углекислого газа: $V(CO_2) = 2,69$ л (н.у.).
• Объем воды: $V(H_2O) = 1,8$ мл. Поскольку плотность воды $\rho(H_2O) \approx 1$ г/мл, масса воды $m(H_2O) = 1,8$ г.
• Химические свойства:
  • Не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра ($[Ag(NH_3)_2]OH$). Это означает, что вещество А не является альдегидом и не является алкином с тройной связью на конце молекулы (терминальным алкином).
  • При окислении подкисленным раствором перманганата калия ($KMnO_4/H_2SO_4$) образуется два органических продукта, один из которых имеет разветвленный углеродный скелет. Это указывает на жесткое окисление по кратной связи (двойной или тройной), которая находится не на конце цепи. Образование продукта с разветвленным скелетом говорит о том, что исходное вещество А также имело разветвленный скелет.

Шаг 2: Расчет количества вещества (моль) продуктов сгорания

1. Находим количество вещества углекислого газа ($CO_2$):
   Используем формулу $n = \frac{V}{V_m}$, где $V_m = 22,4$ л/моль (молярный объем газа при н.у.).
   $n(CO_2) = \frac{2,69 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,12$ моль.

2. Находим количество вещества атомов углерода (C):
   В одной молекуле $CO_2$ содержится один атом C, поэтому $n(C) = n(CO_2)$.
   $n(C) = 0,12$ моль.

3. Находим количество вещества воды ($H_2O$):
   Используем формулу $n = \frac{m}{M}$, где молярная масса воды $M(H_2O) = 1 \cdot 2 + 16 = 18$ г/моль.
   $n(H_2O) = \frac{1,8 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,1$ моль.

4. Находим количество вещества атомов водорода (H):
   В одной молекуле $H_2O$ содержится два атома H, поэтому $n(H) = 2 \cdot n(H_2O)$.
   $n(H) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2$ моль.

Шаг 3: Проверка наличия кислорода в веществе А

1. Находим массы углерода и водорода в исходном веществе:

   • $m(C) = n(C) \cdot M(C) = 0,12 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = 1,44$ г.
   • $m(H) = n(H) \cdot M(H) = 0,2 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г/моль} = 0,2$ г.

2. Сравниваем суммарную массу C и H с массой вещества А:
   $m(C) + m(H) = 1,44 \text{ г} + 0,2 \text{ г} = 1,64$ г.
   Эта масса равна исходной массе вещества А ($1,64$ г).
   Вывод: Кислород в составе вещества А отсутствует. Вещество А является углеводородом.

Шаг 4: Определение простейшей формулы

Находим соотношение индексов в формуле $C_xH_y$:
$x : y = n(C) : n(H) = 0,12 : 0,2$

Чтобы получить целые числа, разделим оба значения на наименьшее (0,12):
$x : y = \frac{0,12}{0,12} : \frac{0,2}{0,12} = 1 : 1,666... = 1 : \frac{5}{3}$

Умножим на 3, чтобы получить целочисленное соотношение:
$x : y = 3 : 5$

Простейшая формула вещества А: C₃H₅.

Шаг 5: Определение истинной молекулярной формулы и строения

Общая формула углеводородов, вступающих в реакцию жесткого окисления с разрывом цепи — это алкены ($C_nH_{2n}$) или алкины ($C_nH_{2n-2}$).

• Простейшая формула $C_3H_5$ не соответствует ни общей формуле алкенов, ни алкинов.
• Удвоим простейшую формулу: $(C_3H_5)2 \rightarrow C_6H$.
  Эта формула соответствует общей формуле алкинов ($C_nH_{2n-2}$ при $n=6$).

Итак, молекулярная формула вещества А — $C_6H_{10}$. Это алкин.

Теперь определим его строение:
1. Вещество не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, значит, тройная связь находится не на конце цепи.
2. При окислении образуется два продукта, один из которых разветвленный. Это значит, что исходный алкин тоже был разветвленным.
3. Условие требует найти вещество с наименьшим возможным числом атомов углерода. $C_6H_{10}$ подходит.

Рассмотрим возможные структуры алкинов $C_6H_{10}$ с тройной связью не на конце и разветвленным скелетом:

Единственный подходящий изомер — это 4-метилпентин-2.
$CH_3 - C \equiv C - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_3$

Проверим его окисление:
При жестком окислении $KMnO_4$ в кислой среде происходит разрыв тройной связи. Атомы углерода, образующие тройную связь, окисляются до карбоксильных групп (образуются карбоновые кислоты).

$CH_3 - C \equiv C - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_3 \xrightarrow{[O]} CH_3COOH + HOOC - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_3$

Продукты:
1. Уксусная кислота ($CH_3COOH$)
2. 2-метилпропановая (изомасляная) кислота ($HOOC-CH(CH_3)_2$) — это продукт с разветвленным углеродным скелетом.

Все условия задачи выполнены.

Задание 2. Ответы в требуемом формате

1. Название вещества

Название по систематической номенклатуре: 4-метилпентин-2.
Запишем его по требуемому формату (русскими буквами, с цифрами и знаками препинания, без пробелов):

Ответ: четыре-метилпентин-2

2. Уравнение реакции окисления

Составим полное уравнение реакции жесткого окисления 4-метилпентина-2 подкисленным раствором перманганата калия. Расставим коэффициенты методом электронного баланса.

$5CH_3-C \equiv C-CH(CH_3)_2 + 8KMnO_4 + 12H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 5(CH_3)_2CHCOOH + 4K_2SO_4 + 8MnSO_4 + 2H_2O$

Ответ: 5C6H10+8KMnO4+12H2SO4=5CH3COOH+5(CH3)2CHCOOH+4K2SO4+8MnSO4+2H2O
(Примечание: Обычно в таких заданиях требуется ввести формулы веществ, а не полное уравнение. Если нужно именно уравнение, то формат выше. Если нужны только формулы, то это $C_6H_{10}$, $KMnO_4$, $H_2SO_4$, $CH_3COOH$, $(CH_3)_2CHCOOH$, $K_2SO_4$, $MnSO_4$, $H_2O$)

3. Простейшая молекулярная формула вещества А

Мы установили, что простейшая формула — $C_3H_5$.
Вводим индексы арабскими цифрами без пробелов.

Ответ: C3H5

Здравствуйте! Конечно, давайте разберем этот вопрос.

На основе предыдущего анализа мы установили, что вещество А — это алкин с молекулярной формулой $C_6H_{10}$, имеющий разветвленный углеродный скелет и тройную связь не на конце цепи. Единственная структура, которая удовлетворяет всем условиям задачи, это:

$CH_3 - C \equiv C - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_3$

Теперь назовем это вещество по систематической номенклатуре ИЮПАК.

Пошаговое построение названия

1. Выбор главной цепи: Находим самую длинную углеродную цепь, которая включает в себя тройную связь. В данном случае это цепь из 5 атомов углерода.

   $\overset{1}{C}H_3 - \overset{2}{C} \equiv \overset{3}{C} - \overset{4}{C}H(CH_3) - \overset{5}{C}H_3$

   Основа названия для цепи из 5 атомов — пент-.

2. Определение типа связи: В цепи есть тройная связь, поэтому добавляем суффикс -ин. Получается пентин.

3. Нумерация цепи: Нумеруем атомы углерода в главной цепи так, чтобы атом углерода, с которого начинается тройная связь, получил наименьший возможный номер.

   • Нумерация слева направо: тройная связь начинается у 2-го атома.
   • Нумерация справа налево: тройная связь начинается у 3-го атома.

   Выбираем нумерацию слева направо, так как 2 < 3.

4. Указание положения тройной связи: После основы "пентин" указываем номер атома углерода, от которого начинается тройная связь. Это атом №2. Получаем: пентин-2.

5. Определение и название заместителей: У 4-го атома углерода находится заместитель — метильная группа ($-CH_3$).

6. Сборка полного названия: В начале названия указываем номер атома, у которого находится заместитель, затем название заместителя, и в конце — название главной цепи с указанием положения кратной связи.

   (Номер заместителя)-(Название заместителя)(Название главной цепи)-(Номер связи)

   4-метилпентин-2

Окончательный ответ

Название вещества А по систематической номенклатуре: 4-метилпентин-2.

Здравствуйте! Давайте решим эту задачу. Мы уже определили, что вещество А — это 4-метилпентин-2, и составили уравнение его окисления. Теперь нам нужно найти сумму всех коэффициентов в этом уравнении.

Задание 1. Расчет суммы коэффициентов

Шаг 1: Запись схемы реакции

Сначала запишем реагенты и продукты реакции жесткого окисления 4-метилпентина-2 ($C_6H_{10}$) перманганатом калия ($KMnO_4$) в кислой среде (серная кислота, $H_2SO_4$).

• Вещество А (4-метилпентин-2): $CH_3 - C \equiv C - CH(CH_3)_2$
• Окислитель: $KMnO_4$
• Среда: $H_2SO_4$
• Продукты окисления: При разрыве тройной связи образуются две карбоновые кислоты: уксусная кислота ($CH_3COOH$) и 2-метилпропановая кислота ($(CH_3)_2CHCOOH$).
• Другие продукты: Марганец в кислой среде восстанавливается до $Mn^{2+}$ (образуется $MnSO_4$), калий образует соль $K_2SO_4$, а кислород из окислителя и водород из кислоты образуют воду ($H_2O$).

Схема реакции:
$CH_3 - C \equiv C - CH(CH_3)_2 + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow CH_3COOH + (CH_3)_2CHCOOH + K_2SO_4 + MnSO_4 + H_2O$

Шаг 2: Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

Чтобы найти правильные коэффициенты, составим электронный баланс.

1. Определяем степени окисления атомов, которые их изменяют:

   • В 4-метилпентине-2 нас интересуют атомы углерода при тройной связи.
     • $C^2$ (второй атом): Степень окисления = 0. После окисления он переходит в карбоксильную группу $C^{+3}OOH$.
     • $C^3$ (третий атом): Степень окисления = 0. Он также переходит в карбоксильную группу $C^{+3}OOH$.
   • В перманганате калия ($K\overset{+7}{Mn}O_4$) марганец имеет степень окисления +7.
   • В сульфате марганца ($\overset{+2}{Mn}SO_4$) марганец имеет степень окисления +2.

2. Составляем полуреакции окисления и восстановления:

   • Окисление (восстановитель $C_6H_{10}$):
     Два атома углерода ($C^0$ и $C^0$) переходят в $C^{+3}$.
     $C^0 - 3e^- \rightarrow C^{+3}$
     $C^0 - 3e^- \rightarrow C^{+3}$
     Суммарно молекула 4-метилпентина-2 отдает $3 + 3 = 6$ электронов.
     $C_2^0 \rightarrow 2C^{+3} - 6e^-$

   • Восстановление (окислитель $KMnO_4$):
     Марганец принимает электроны.
     $Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}$

3. Находим наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов:
   НОК(6, 5) = 30.

4. Определяем коэффициенты:

   • Перед органическим веществом и его продуктами ставим множитель $30 / 6 = 5$.
   • Перед соединениями марганца ставим множитель $30 / 5 = 6$.

   Промежуточный результат:
   $5 C_6H_{10} + 6 KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow 5 CH_3COOH + 5 (CH_3)_2CHCOOH + K_2SO_4 + 6 MnSO_4 + H_2O$

   Внимание! В предыдущих ответах была допущена ошибка в балансе. Давайте исправим ее.
   При окислении алкинов по тройной связи происходит разрыв двух $\pi$-связей и одной $\sigma$-связи. Суммарно молекула отдает 8 электронов, а не 6.
   $C_2^0 \rightarrow 2C^{+3} + 2H^+ + 8e^-$ (если учитывать баланс по кислороду и водороду).
   Давайте пересчитаем с правильным числом электронов.

   • Окисление: $C_6H_{10}$ отдает 8 электронов.
   • Восстановление: $Mn^{+7}$ принимает 5 электронов.

   НОК(8, 5) = 40.
   * Коэффициент перед органикой: $40 / 8 = 5$.
   * Коэффициент перед марганцем: $40 / 5 = 8$.

   Правильная схема:
   $5 C_6H_{10} + 8 KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow 5 CH_3COOH + 5 (CH_3)_2CHCOOH + K_2SO_4 + 8 MnSO_4 + H_2O$

5. Уравниваем остальные элементы (металлы, кислотные остатки, водород, кислород):

   • Калий (K): Слева 8 атомов (в $8KMnO_4$). Справа нужно 8. Ставим коэффициент 4 перед $K_2SO_4$ (т.к. $4 \cdot 2 = 8$).
   • Сера (S): Справа $4$ (в $4K_2SO_4$) + $8$ (в $8MnSO_4$) = 12 атомов. Слева ставим коэффициент 12 перед $H_2SO_4$.

   • Водород (H):

     • Слева: $5 \cdot 10$ (в $C_6H_{10}$) + $12 \cdot 2$ (в $H_2SO_4$) = $50 + 24 = 74$.
     • Справа: $5 \cdot 4$ (в $CH_3COOH$) + $5 \cdot 8$ (в $(CH_3)_2CHCOOH$) = $20 + 40 = 60$.
     • Не хватает $74 - 60 = 14$ атомов водорода. Ставим коэффициент 7 перед $H_2O$ ($7 \cdot 2 = 14$).

   • Проверка по кислороду (O):

     • Слева: $8 \cdot 4$ (в $KMnO_4$) + $12 \cdot 4$ (в $H_2SO_4$) = $32 + 48 = 80$.
     • Справа: $5 \cdot 2$ (в $CH_3COOH$) + $5 \cdot 2$ (в $(CH_3)_2CHCOOH$) + $4 \cdot 4$ (в $K_2SO_4$) + $8 \cdot 4$ (в $MnSO_4$) + $7 \cdot 1$ (в $H_2O$) = $10 + 10 + 16 + 32 + 7 = 75$.

     Где-то ошибка. Давайте перепроверим баланс.

     Классический метод для алкинов:
     $R_1-C\equiv C-R_2 \rightarrow R_1-COOH + R_2-COOH$
     $C^{-1} - 4e \rightarrow C^{+3}$
     $C^{-1} - 4e \rightarrow C^{+3}$
     Суммарно 8 электронов.

     $5 C_6H_{10} + 8 KMnO_4 + 12 H_2SO_4 \rightarrow 5 CH_3COOH + 5 (CH_3)_2CHCOOH + 4 K_2SO_4 + 8 MnSO_4 + H_2O$

     Давайте пересчитаем воду.
     Водород (H):
     * Слева: $5 \cdot 10$ (в $C_6H_{10}$) + $12 \cdot 2$ (в $H_2SO_4$) = $50 + 24 = 74$.
     * Справа: $5 \cdot 4$ (в $CH_3COOH$) + $5 \cdot 8$ (в $(CH_3)_2CHCOOH$) = $20 + 40 = 60$.
     * Не хватает $74 - 60 = 14$ атомов H. Значит, нужно $7 H_2O$.

     Кислород (O):
     * Слева: $8 \cdot 4$ (в $KMnO_4$) + $12 \cdot 4$ (в $H_2SO_4$) = $32 + 48 = 80$.
     * Справа: $5 \cdot 2$ (в $CH_3COOH$) + $5 \cdot 2$ (в $(CH_3)_2CHCOOH$) + $4 \cdot 4$ (в $K_2SO_4$) + $8 \cdot 4$ (в $MnSO_4$) + $7 \cdot 1$ (в $H_2O$) = $10 + 10 + 16 + 32 + 7 = 75$.

     Расхождение в 5 атомов кислорода. Это указывает на ошибку в определении продуктов или степеней окисления.

     Давайте вернемся к первому варианту баланса, где $C^0 \rightarrow C^{+3}$, и суммарно 6 электронов.
     $C_2^0 \rightarrow 2C^{+3} - 6e^-$
     $Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}$
     НОК(6, 5) = 30. Коэффициенты: 5 и 6.
     $5 C_6H_{10} + 6 KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow 5 CH_3COOH + 5 (CH_3)_2CHCOOH + K_2SO_4 + 6 MnSO_4 + H_2O$
     * Калий (K): Слева 6, справа нужно 6. Ставим 3 перед $K_2SO_4$.
     * Сера (S): Справа $3+6=9$. Ставим 9 перед $H_2SO_4$.
     * Водород (H): Слева $5 \cdot 10 + 9 \cdot 2 = 50 + 18 = 68$. Справа $5 \cdot 4 + 5 \cdot 8 = 20 + 40 = 60$. Не хватает 8. Ставим 4 перед $H_2O$.
     * Кислород (O): Слева $6 \cdot 4 + 9 \cdot 4 = 24 + 36 = 60$. Справа $5 \cdot 2 + 5 \cdot 2 + 3 \cdot 4 + 6 \cdot 4 + 4 = 10 + 10 + 12 + 24 + 4 = 60$.
     Все сошлось!

     Причина ошибки: Степени окисления углерода в органике - вещь условная. Правильнее считать по полуреакциям, но и там легко ошибиться. Проверка по кислороду показала, что правильный баланс именно $6e^-$.

Шаг 3: Конечное уравнение и сумма коэффициентов

Итоговое, правильно сбалансированное уравнение реакции:

$5 C_6H_{10} + 6 KMnO_4 + 9 H_2SO_4 \rightarrow 5 CH_3COOH + 5 (CH_3)_2CHCOOH + 3 K_2SO_4 + 6 MnSO_4 + 4 H_2O$

Теперь найдем сумму всех коэффициентов:
Сумма = $5 + 6 + 9 + 5 + 5 + 3 + 6 + 4 = 43$

Окончательный ответ

Сумма всех коэффициентов в уравнении реакции равна 43.

Ответ для ввода: 43

Здравствуйте! Вижу, у вас новое задание. Давайте разберем его так же подробно и по порядку.

На фото представлено новое задание, которое состоит из нескольких частей:
1. Установить молекулярную формулу вещества А по массовым долям элементов.
2. Составить структурную формулу вещества А, исходя из его химических свойств.
3. Написать уравнение реакции сплавления вещества А с гидроксидом натрия.
4. Записать истинную формулу вещества А в требуемом формате.

Давайте решать по порядку.

Задание 1. Установление молекулярной формулы вещества А

Шаг 1: Анализ данных и расчет массовой доли углерода

Из условия нам известны массовые доли элементов в веществе А:
* $\omega(Na) = 24,21\%$
* $\omega(O) = 33,68\%$
* $\omega(H) = 4,21\%$
* $\omega(C) = ?$

Поскольку сумма массовых долей всех элементов в веществе равна 100%, мы можем найти массовую долю углерода:
$\omega(C) = 100\% - (\omega(Na) + \omega(O) + \omega(H))$
$\omega(C) = 100\% - (24,21\% + 33,68\% + 4,21\%) = 100\% - 62,1\% = 37,9\%$

Шаг 2: Нахождение простейшей формулы

Для нахождения простейшей формулы вещества ($C_xH_yO_zNa_w$) найдем соотношение количества вещества (в молях) каждого элемента. Для этого примем массу образца за 100 г, тогда масса каждого элемента будет численно равна его массовой доле.

Используем формулу: $n = \frac{m}{M}$

• Натрий (Na), $M=23$ г/моль:
  $n(Na) = \frac{24,21 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} \approx 1,053$ моль
• Кислород (O), $M=16$ г/моль:
  $n(O) = \frac{33,68 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 2,105$ моль
• Водород (H), $M=1$ г/моль:
  $n(H) = \frac{4,21 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 4,21$ моль
• Углерод (C), $M=12$ г/моль:
  $n(C) = \frac{37,9 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 3,158$ моль

Теперь найдем соотношение индексов, разделив количество вещества каждого элемента на наименьшее из полученных значений (1,053):

$x : y : z : w = n(C) : n(H) : n(O) : n(Na)$
$x : y : z : w = 3,158 : 4,21 : 2,105 : 1,053$

$\frac{3,158}{1,053} : \frac{4,21}{1,053} : \frac{2,105}{1,053} : \frac{1,053}{1,053}$

$2,999 : 3,998 : 1,999 : 1$

Округляя до целых чисел, получаем соотношение:
$3 : 4 : 2 : 1$

Таким образом, простейшая (и истинная) молекулярная формула вещества А — $C_3H_4O_2Na$.

Задание 2. Составление структурной формулы вещества А

Шаг 1: Анализ химических свойств

• Вещество А — это натриевая соль органической кислоты (судя по составу $C_xH_yO_2Na$).
• При сплавлении с избытком гидроксида натрия ($NaOH$) образуется предельный углеводород (алкан). Эта реакция называется реакцией Дюма (декарбоксилирование солей карбоновых кислот).
• Образующийся алкан содержит один третичный атом углерода.

Правило: Третичный атом углерода — это атом углерода, связанный с тремя другими атомами углерода.

Шаг 2: Определение строения алкана

Реакция Дюма протекает по схеме:
$R-COONa + NaOH \xrightarrow{t^\circ} R-H + Na_2CO_3$
Карбоксильная группа $(-COONa)$ замещается на атом водорода.

Это означает, что углеводородный радикал ($R$) в исходной соли имеет такое же строение, как и образующийся алкан ($R-H$), но содержит на один атом углерода меньше.

Нам нужно найти алкан с третичным атомом углерода. Самый простой такой алкан — это 2-метилпропан (изобутан).

Структура 2-метилпропана:

      CH₃
      |
CH₃ - CH - CH₃

В этой молекуле центральный атом углерода связан с тремя другими атомами C, то есть является третичным.

Шаг 3: Определение строения вещества А

Поскольку при сплавлении вещества А образуется 2-метилпропан, значит, вещество А является натриевой солью кислоты, имеющей такой же углеродный скелет.

• Алкан: 2-метилпропан, $C_4H_{10}$.
• Соответствующая ему карбоновая кислота должна иметь 4 атома углерода в радикале и одну карбоксильную группу, то есть всего 5 атомов углерода.
• Однако наша формула вещества А — $C_3H_4O_2Na$. Это не сходится.

Давайте пересмотрим логику. Формула вещества А — $C_3H_4O_2Na$.
Это значит, что радикал $R$ в формуле $R-COONa$ имеет состав $C_2H_4$.
$C_2H_4-COONa \rightarrow C_2H_5$ (этан). Этан не имеет третичного атома.

Возможно, в условии ошибка, или я что-то упускаю. Давайте проверим расчеты.
$C_3H_4O_2Na$.
$M = 3 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 23 = 36 + 4 + 32 + 23 = 95$ г/моль.
$\omega(C) = 36/95 \approx 37.9\%$
$\omega(H) = 4/95 \approx 4.21\%$
$\omega(O) = 32/95 \approx 33.68\%$
$\omega(Na) = 23/95 \approx 24.21\%$
Расчеты верны. Формула $C_3H_4O_2Na$ точно соответствует данным.

Теперь вернемся к реакции.
$C_3H_4O_2Na + NaOH \rightarrow$ алкан с третичным атомом.
Это невозможно. В реакции Дюма число атомов углерода в алкане уменьшается на один по сравнению с исходной солью. Если в соли 3 атома С, то в алкане будет 2 ($C_2H_6$, этан).

Вывод: Вероятно, в условии задачи содержится противоречие. Либо в массовых долях, либо в описании продукта реакции.

Однако, если предположить, что в условии опечатка и формула вещества А $C_5H_9O_2Na$, то задача решается:
* Соль: $C_5H_9O_2Na$
* Реакция Дюма: $C_4H_9-COONa + NaOH \rightarrow C_4H_{10} + Na_2CO_3$
* Продукт: $C_4H_{10}$ (бутан). У бутана есть изомер с третичным атомом — 2-метилпропан.
* Значит, исходная кислота имела разветвленный скелет — 3-метилбутановая кислота.
* Соль (вещество А) — 3-метилбутаноат натрия.

Структурная формула 3-метилбутаноата натрия:

      CH₃
      |
CH₃ - CH - CH₂ - C=O
                  |
                  O-Na

Эта структура полностью соответствует химическим свойствам. Но она не соответствует выведенной молекулярной формуле.

Будем исходить из того, что вычисления по массовым долям — это первая и основная часть задачи, и формула $C_3H_4O_2Na$ верна, а в описании реакции есть неточность. Но если строго следовать заданию, то оно не имеет решения. Давайте я предложу решение, основанное на химических свойствах, так как обычно в таких задачах именно они определяют структуру.

Предполагаемое вещество А — 3-метилбутаноат натрия.

Структурная формула вещества А

      CH₃
      |
CH₃ - CH - CH₂ - COO⁻Na⁺

Или в более развернутом виде:

      CH₃
      |
CH₃ - CH - CH₂ - C - O - Na
                 ||
                 O

Задание 3. Уравнение реакции сплавления

Реакция Дюма для 3-метилбутаноата натрия с гидроксидом натрия.

$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-COONa + NaOH \xrightarrow{t^\circ, \text{сплавление}} CH_3-CH(CH_3)-CH_3 + Na_2CO_3$

Продукты: 2-метилпропан (изобутан) и карбонат натрия. Коэффициенты уже расставлены (все равны 1).

Задание 4. Истинная формула вещества А

Как мы установили, если исходить из химических свойств, то формула вещества А — $C_5H_9O_2Na$.

Ответ для ввода: C5H9O2Na

Здравствуйте! Рад продолжить работу над этим заданием.

Мы уже выполнили пункт 1, установив молекулярную формулу вещества А по массовым долям элементов. Однако, как было отмечено, эта формула ($C_3H_4O_2Na$) противоречит описанным химическим свойствам (образование алкана с третичным атомом углерода).

В таких случаях, когда есть противоречие между данными, обычно приоритет отдается химическим свойствам, так как они более однозначно указывают на структуру. Поэтому, я буду исходить из того, что описание химических свойств является определяющим для структуры вещества А, а в массовых долях, вероятно, допущена опечатка.

Итак, мы предполагаем, что вещество А — это натриевая соль карбоновой кислоты, которая при декарбоксилировании (сплавлении с $NaOH$) дает алкан с третичным атомом углерода. Самый простой такой алкан — 2-метилпропан ($C_4H_{10}$).

Если 2-метилпропан ($CH_3-CH(CH_3)-CH_3$) образуется при декарбоксилировании, то исходная соль должна иметь на один атом углерода больше и содержать карбоксильную группу. То есть, радикал $R$ в $R-COONa$ должен быть $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-$.
Следовательно, исходная кислота — 3-метилбутановая кислота, а вещество А — 3-метилбутаноат натрия.

Молекулярная формула 3-метилбутаноата натрия: $C_5H_9O_2Na$.
Давайте проверим массовые доли для $C_5H_9O_2Na$:
$M(C_5H_9O_2Na) = 5 \cdot 12 + 9 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 23 = 60 + 9 + 32 + 23 = 124$ г/моль.
$\omega(Na) = (23 / 124) \cdot 100\% \approx 18,55\%$ (не 24,21%)
$\omega(O) = (32 / 124) \cdot 100\% \approx 25,81\%$ (не 33,68%)
$\omega(H) = (9 / 124) \cdot 100\% \approx 7,26\%$ (не 4,21%)
$\omega(C) = (60 / 124) \cdot 100\% \approx 48,39\%$ (не 37,9%)

Как видно, массовые доли не совпадают. Это подтверждает, что в условии задачи есть противоречие между данными по массовым долям и описанием химических свойств.

В такой ситуации, как преподаватель, я должен указать на это противоречие. Однако, поскольку требуется дать ответ, я буду исходить из того, что химические свойства являются ключевыми для определения структуры, так как они описывают поведение вещества. Если бы задача была на экзамене, я бы рекомендовал уточнить условие.

Итак, я продолжу решение, основываясь на том, что вещество А — это натриевая соль, которая при декарбоксилировании дает 2-метилпропан.

Задание 2. Составьте структурную формулу вещества А

На основе анализа химических свойств, вещество А — это 3-метилбутаноат натрия.

Его структурная формула, однозначно отражающая порядок связи атомов:

      CH₃
      |
CH₃ - CH - CH₂ - C = O
                  |
                  O - Na

Или в более компактном виде: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-COONa$

Задание 3. Напишите уравнение реакции сплавления вещества А с гидроксидом натрия

Реакция сплавления 3-метилбутаноата натрия с гидроксидом натрия (реакция Дюма):

$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-COONa + NaOH \xrightarrow{t^\circ} CH_3-CH(CH_3)-CH_3 + Na_2CO_3$

Пояснения:
* Реагенты:
* 3-метилбутаноат натрия ($CH_3-CH(CH_3)-CH_2-COONa$) — вещество А.
* Гидроксид натрия ($NaOH$) — избыток, используется для декарбоксилирования.
* Условия: Нагревание (сплавление).
* Продукты:
* 2-метилпропан ($CH_3-CH(CH_3)-CH_3$) — предельный углеводород, содержащий один третичный атом углерода (центральный атом углерода, связанный с тремя метильными группами и одним водородом).
* Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) — неорганический продукт.

Все коэффициенты в уравнении равны 1, что соответствует требованию "дробные кратные коэффициенты недопустимы".

Задание 4. Истинная формула вещества А: C?H?O?Na?

Исходя из того, что структурная формула вещества А — 3-метилбутаноат натрия, его истинная молекулярная формула:

$C_5H_9O_2Na$

Ответ для ввода: C5H9O2Na

Важное примечание: Я еще раз подчеркиваю, что существует противоречие между массовыми долями элементов, указанными в условии задачи, и химическими свойствами, которые приводят к структурной формуле 3-метилбутаноата натрия ($C_5H_9O_2Na$). Если бы я строго следовал только массовым долям, то получил бы $C_3H_4O_2Na$, которая не может дать алкан с третичным атомом углерода при декарбоксилировании. В данном решении я отдал приоритет химическим свойствам, как это часто делается в задачах на установление строения органических веществ.