ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ. Τα καρβοξυλικά οξέα (RCOOH) Τα αλκάνια (RH) Το βενζόλιο (C 6. υδατικό διάλυµα

Transcript

1 o Aντιδράσεις υποκατάστασης Πολυµερισµός Α. ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ Αντιδράσεις υποκατάστασης: Στις αντιδράσης αυτής της κατηγορίας, ένα τµήµα της οργανικής ένωσης (άτοµο ή οµάδα ατόµων) αντικαθίσταται από ένα άτοµο ή οµάδα ατόµων άλλης ένωσης. Το γενικό σχήµα της αντίδρασης είναι: Οι κυριότερες κατηγορίες οργανικών ενώσεων που δίνουν αντιδράσεις υποκατάστασης είναι: Τα αλκυλαλογονίδια (R X) Oι αλκοόλες (R OH) Oι εστέρες (R 1 COOR 2 ) Τα καρβοξυλικά οξέα (RCOOH) Τα αλκάνια (RH) Το βενζόλιο (C 6 H) Mε κυανό χρώµα, σηµειώνεται το τµήµα της οργανικής ένωσης που υποκαθίσταται. Αντιδράσεις υποκατάστασης των αλκυλαλογονιδίων: Επειδή ο δεσµός C X είναι ισχυρά πολωµένος, τα αλκυλαλογονίδια είναι πολύ δραστικές ενώσεις. Η δραστικότητα ενός αλκυλαλογονιδίου εξαρτάται άµεσα από το είδος του αλογόνου. Πιο συγκεκριµένα, για ορισµένο αλκύλιο, η σειρά δραστικότητας είναι: R I > R Br > R Cl > R F α. Υποκατάσταση του αλογόνου από υδροξύλιο: Η υποκατάσταση αυτή γίνεται µε επίδραση υδατικού διαλύµατος NaOH και το προϊόν της είναι αλκοόλη. Γενικό σχήµα: υδατικό διάλυµα R X + NaOH R OH + NaX π.χ. Επίδραση υδατικού διαλύµατος ΝaOH σε χλωροαιθάνιο: υδατικό διάλυµα Cl + NaOH OH + NaCl χλωροαιθάνιο αιθανόλη

2 302. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Παρατήρηση: α. Να υπενθυµίσουµε ότι µε επίδραση αλκοολικού διαλύµατος NaOH σε αλκυλαλογονίδιο, πραγµατοποιείται αντίδραση απόσπασης και σχηµατίζεται αλκένιο. β. Η υποκατάσταση του αλογόνου από υδροξύλιο γίνεται και µε επίδραση υδατικού διαλύµατος Αg 2 O, το οποίο αντιστοιχεί στην ένωση ΑgOH. β. Υποκατάσταση του αλογόνου από κυάνιο: Η υποκατάσταση αυτή γίνεται µε επίδραση διαλύµατος ΚCN ή ΝaCN και το προϊόν της είναι νιτρίλιο, το οποίο µε υδρόλυση σε όξινο ή βασικό περιβάλλον δίνει καρβοξυλικό οξύ. Γενικό σχήµα: R X + KCN R CN + KX + ήοη R CN + 2H 2 O Η RCOOH + NH 3 π.χ. Επίδραση διαλύµατος KCN σε 1-χλωροπροπάνιο και υδρόλυση του προϊόντος: Cl + ΚCN CN + KCl 1-χλωροπροπάνιο βουτανονιτρίλιο + CN + 2H 2 O Η ήοη COOH + NH 3 βουτανικό οξύ Παρατήρηση: Παρατηρούµε ότι στη συγκεκριµένη αντίδραση υποκατάστασης, η ανθρακική αλυσίδα µεγαλώνει κατά ένα άτοµο άνθρακα, δηλαδή έχουµε ανοικοδόµηση της ανθρακικής αλυσίδας. γ. Υποκατάσταση του αλογόνου από R O : Η υποκατάσταση αυτή γίνεται µε επίδραση αλκοξειδίου του νατρίου (RONa) και το προϊόν της είναι αιθέρας. Γενικό σχήµα: R 1 X + R 2 ONa R 1 ΟR 2 + NaX π.χ. Aντίδραση ισοπροπυλοχλωριδίου µε µεθοξείδιο του νατρίου: Παρατήρηση: Όταν το αλκοξείδιο του νατρίου και το αλκυλαλογονίδιο περιέχουν το ίδιο αλκύλιο, σχηµατίζεται απλός αιθέρας (R O R) ενώ όταν περιέχουν διαφορετικά αλκύλια, σχηµατίζεται µεικτός αιθέρας (R 1 O R 2 ).

3 303. δ. Υποκατάσταση του αλογόνου από αµινοµάδα: Η υποκατάσταση αυτή γίνεται µε επίδραση αµµωνίας (Η ΝΗ 2 ) και το προϊόν της είναι αµίνη. Γενικό σχήµα: R X + Η ΝΗ 2 RΝΗ 2 + ΗX π.χ. Aντίδραση ισοπροπυλοχλωριδίου µε αµµωνία: Παρατήρηση: Οι παραπάνω αντιδράσεις δεν αποδίδουν το χηµικό φαινόµενο που πραγµατοποιείται στην πραγµατικότητα, αλλά τις χρησιµοποιούµε για λόγους ευκολίας. Στην πραγµατικότητα, αρχικά σχηµατίζεται αλάτι του αλκυλοαµµωνίου, το οποίο µε επίδραση NaOH ή ΚΟΗ δίνει την αµίνη, δηλαδή οι αντιδράσεις που περιγράφουν το πραγµατικό χηµικό φαινόµενο του παραδείγµατος είναι: ε. Υποκατάσταση του αλογόνου από RCOO : Η υποκατάσταση αυτή γίνεται µε επίδραση αλάτων καρβοξυλικών οξέων του νατρίου και το προϊόν της είναι εστέρας. Γενικό σχήµα: R 1 X + R 2 COONa R 2 COOR 1 + NaX π.χ. Aντίδραση βρωµοαιθανίου µε µεθανικό νάτριο: Br + HCOONa ΗCOO + NaBr βρωµοαιθάνιο µεθανικός αιθυλεστέρας Παρατήρηση: Όπως θα δούµε παρακάτω, τα RCOONa παράγονται µε επίδραση Na ή NaOH σε RCOOH. ζ. Υποκατάσταση του αλογόνου από RC C : Η υποκατάσταση αυτή γίνεται µε επίδραση νατριοακετυλιδίων (RC CΝa) και το προϊόν της είναι αλκίνιο.

4 304. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Γενικό σχήµα: π.χ. R 1 X + R 2 C CNa R 2 C CR 1 + NaX Aντίδραση βρωµοµεθανίου µε βουτινίδιο του νατρίου: Br + C CNa C C + NaBr βρωµοµεθάνιο 2-πεντίνιο Αντιδράσεις αλογόνωσης των αλκοολών: Το υδροξύλιο των αλκοολών µπορεί να υποκατασταθεί από αλογόνο και να σχηµατιστεί αλκυλαλογονίδιο. Χαρακτηριστική περίπτωση είναι η αντίδραση αλκοόλης µε θειονυλοχλωρίδιο (SOCl 2 ) όπου έχουµε υποκατάσταση του υδροξυλίου από χλώριο και σχηµατισµό αλκυλοχλωριδίου. Γενικό σχήµα: R ΟΗ + SOCl 2 RCl + SO 2 + HCl π.χ. Aντίδραση 2-προπανόλης µε θειονυλοχλωρίδιο: Παρατήρηση: H αλογόνωση µίας αλκοόλης µπορεί να γίνει και µε επίδραση τριαλογονιδίου του φωσφόρου (PX 3 ) ή πενταλογονιδίου του φωσφόρου (PX 5 ). π.χ. R OH + PCl 5 RCl + POCl 3 + HCl Αλογόνωση αλκανίου: Η αλογόνωση των αλκανίων γίνεται παρουσία φωτός (φωτοχηµική αντίδραση) και είναι αλυσιδωτή. ηλαδή, τα άτοµα του υδρογόνου του αλκανίου υποκαθίστανται διαδοχικά από άτοµα αλογόνου, µε αποτέλεσµα να λαµβάνεται τελικά µίγµα προϊόντων. Αλογόνωση του µεθανίου: CH 4 + Cl 2 Cl + HCl Cl + Cl 2 Cl 2 + HCl χλωροµεθάνιο διχλωροµεθάνιο Cl 2 + Cl 2 CHCl 3 + HCl CHCl 3 + Cl 2 CCl 4 + HCl τριχλωροµεθάνιο τετραχλωροµεθάνιο ή χλωροφόρµιο ή τετραχλωράνθρακας Όξινη υδρόλυση των εστέρων - Εστεροποίηση των αλκοολών: Κατά την υδρόλυση εστέρων σε όξινο περιβάλλον έχουµε υποκατάσταση του αλκοξειδίου (RO ) από το υδροξύλιο του νερού και σχηµατισµό καρβοξυλικού οξέος και αλκοόλης. Η αντίδραση αυτή είναι αµφίδροµη, δηλαδή παράλληλα πραγµατοποιείται και αντίδραση υποκατάστασης του

5 305. υδροξυλίου του καρβοξυλικού οξέος από το αλκοξείδιο της αλκοόλης (εστεροποίηση). Οι δύο αντιδράσεις βρίσκονται σε ισορροπία, η οποία ανάλογα µε τις συνθήκες είναι µετατοπισµένη προς την υδρόλυση ή την εστεροποίηση. Γενικό σχήµα: π.χ. Αντίδραση προπανικού οξέος µε 2- προπανόλη: Παρατήρηση: Η υδρόλυση των εστέρων µπορεί να γίνει και σε βασικό περιβάλλον, οπότε στην περίπτωση αυτή έχουµε βασική υδρόλυση. Αρωµατική υποκατάσταση: Το µόριο του βενζολίου (C 6 H 6 ) αποτελείται από έναν εξαµελή δακτύλιο στον οποίο τα άτοµα του άνθρακα συνδέονται µεταξύ τους µε όµοιους δεσµούς, οι οποίοι δεν είναι ούτε απλοί, ούτε διπλοί. ηλαδή, ο δεσµός που τα συνδέει είναι ενδιάµεσος του απλού και του διπλού. Για αυτό και ο βενζολικός δακτύλιος δίνει αντιδράσεις υποκατάστασης στις οποίες άτοµο υδρογόνου υποκαθίσταται από άλλο άτοµο ή συγκρότηµα ατόµων. Η αντίδραση αυτή ονοµάζεται ονοµάζεται αρωµατική υποκατάσταση και αποτελεί τη βάση του χηµικού χαρακτήρα των αρωµατικών ενώσεων (αρωµατικός χαρακτήρας). Παρατήρηση: Το βενζόλιο συµβολίζεται µε τους παρακάτω τρόπους: Οι κυριότερες αντιδράσεις υποκατάστασης του βενζολίου είναι: α. Αλογόνωση: Γίνεται µε επίδραση αλογόνου, παρουσία FeX 3 ή AlX 3 : FeX 3 ήαlx 3 C 6 H + X X C 6 X + HX βενζόλιο αλογονοβενζόλιο

6 306. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα β. Νίτρωση: Γίνεται µε επίδραση µίγµατος πυκνού ΗΝΟ 3 και πυκνού Η 2, το οποίο δρα ως καταλύτης. Το µίγµα αυτό ονοµάζεται οξύ νίτρωσης και έχουµε υποκατάσταση του υδρογόνου από νιτροοµάδα: HSO πυκνό 2 4 C 6 H + ΗΟ ΝΟ 2(πυκνό) C 6 ΝΟ 2 + HΟΗ βενζόλιο νιτροβενζόλιο γ. Σουλφούρωση: Γίνεται µε επίδραση πυκνού Η 2. Έχουµε υποκατάσταση του υδρογόνου από σουλφοοµάδα ( OSO 3 H): C 6 H + ΗΟ OSO 3 H (πυκνό) C 6 OSO 3 H + HΟΗ βενζόλιο βενζόσουλφονικό οξύ δ. Αλκυλίωση: Γίνεται µε επίδραση αλκυλαλογονιδίου, παρουσία ΑlX 3. Έχουµε υποκατάσταση του υδρογόνου από αλκύλιο: ΑlΧ 3 C 6 H + R X C 6 R + HX βενζόλιο αλκυλοβενζόλιο ε. Ακυλίωση: Γίνεται µε επίδραση ακυλαλογονιδίου (RCOX), παρουσία ΑlX 3. Έχουµε υποκατάσταση του υδρογόνου από ακύλιο: ΑlΧ 3 C 6 H + RCO X C 6 COR + HX βενζόλιο ακυλοβενζόλιο Πολυµερισµός: Πολυµερισµός είναι η αντίδραση στην οποία έχουµε συνένωση πολλών µικρών µορίων (µονοµερή) και σχηµατισµό ενός µεγαλοµορίου ή µακροµορίου (πολυµερές). Γενικό σχήµα: Υπάρχουν φυσικά και συνθετικά πολυµερή. Τα πολυµερή έχουν ενδιαφέρουσες φυσικές ιδιότητες, για αυτό και χρησιµοποιούνται πάρα πολύ στη βιοµηχανία. Παρατήρηση: Οι αντιδράσεις πολυµερισµού γίνονται παρουσία υπεροξειδικών ενώσεων του τύπου R O O R, οι οποίες καταλύουν την αντίδραση.

7 307. Πολυµερισµός ενώσεων που περιέχουν τη ρίζα βινύλιο ( = CH ): Oι οργανικές ενώσεις της µορφής = CH Α, όπου το Α είναι µονοσθενές χηµικό στοιχείο ή µονοσθενής ρίζα, πολυµερίζονται όπως φαίνεται παρακάτω. Γενικό σχήµα: Οι κυριότερες περιπτώσεις πολυµερισµού αυτής της κατηγορίας είναι: α. Πολυµερισµός αιθυλενίου ( = ): β. Πολυµερισµός προπενίου ( = CH ): γ. Πολυµερισµός χλωροαιθενίου ή βινυλοχλωριδίου ( = CHCl): δ. Πολυµερισµός στυρολίου ( = CH C 6 ): ε. Πολυµερισµός προπενονιτριλίου ή ακρυλονιτριλίου ( = CH CN):

8 308. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Πολυµερισµός 1,4: Τα συζυγή αλκαδιένια και τα παράγωγά τους, πολυµερίζονται όπως φαίνεται παρακάτω. Ο πολυµερισµός αυτός χαρακτηρίζεται πολυµερισµός 1,4. Γενικό σχήµα: Οι κυριότερες περιπτώσεις πολυµερισµού 1,4 είναι: α. Πολυµερισµός 1,3-βουταδιενίου ( = CH CH = ): β. Πολυµερισµός 2-χλωρο-1,3-βουταδιενίου ( = CCl CH = ): γ. Πολυµερισµός 2-µέθυλο-1,3-βουταδιενίου ( = C( ) CH = ): Συµπολυµερισµός: Συµπολυµερισµός ονοµάζεται ο πολυµερισµός που γίνεται µε δύο ή περισσότερα είδη µονο- µερούς. Στο συµπολυµερές που σχηµατίζεται η κατανοµή των µονοµερών µπορεί να είναι αυστηρά εναλλασσόµενη κατά µήκος της ανθρακικής αλυσίδας ή τυχαία. α. Συµπολυµερισµός 1,3 βουταδιενίου και στυρολίου: Γίνεται παρουσία νατρίου και το συµπολυµερές που σχηµατίζεται ονοµάζεται Βuna S. β. Συµπολυµερισµός 1,3 βουταδιενίου και ακρυλονιτριλίου: Γίνεται παρουσία νατρίου και το συµπολυµερές που σχηµατίζεται ονοµάζεται Βuna Ν.

9 309. Γ. ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Θεωρητικές ασκήσεις συµπλήρωσης αντιδράσεων: 1. Να γράψετε τις αντιδράσεις του 2-χλωροµεθυλοπροπανίου µε: α. υδατικό διάλυµα NaOH β. ΚCN και υδρόλυση του προϊόντος σε όξινο περιβάλλον γ. αιθοξείδιο του νατρίου δ. ΝΗ 3 και αντίδραση του προϊόντος µε NaOH ε. προπανικό νάτριο ζ. προπυλίδιο του νατρίου Λύση: Σε όλες τις περιπτώσεις έχουµε υποκατάσταση του αλογόνου. α. β. γ. δ. ε. ζ.

10 310. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα 2. Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων της 2-βουτανόλης µε: α. θειονυλοχλωρίδιο β. προπανικό οξύ, παρουσία θειικού οξέος Λύση: α. β. 3. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ,, Ε: Λύση: α. Η αντίδραση είναι εστεροποίηση, άρα ακολουθεί το γενικό σχήµα: H R COOH R OH R COOR H O Συνεπώς η ένωση Α θα είναι καρβοξυλικό οξύ µε συντακτικό τύπο: + και η ένωση Β µονοσθενής αλκοόλη µε συντακτικό τύπο: β. Η ένωση Γ είναι αλκυλαλογονίδιο, το οποίο αντιδρά µε ΚCN και το προϊόν υδρολύεται, σύµφωνα µε το γενικό σχήµα: + KCN + HO H 2 RX RCN + RCOOH Συνεπώς ο συντακτικός τύπος της Γ είναι: και η ένωση είναι νιτρίλιο µε συντακτικό τύπο: γ. Η ένωση Ε είναι αλκυλαλογονίδιο, το οποίο αντιδρά µε το βουτυλίδιο του νατρίου, σύµφωνα µε το γενικό σχήµα:

11 311. RX + CH3CH2C CNa CH3CH2C CR + NaX Άρα ο συντακτικός τύπος του Ε είναι: X 4. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ,, Ε, Z, H, Θ και Ι: Λύση: Παρατηρούµε ότι η ένωση Α όταν αντιδρά µε υδατικό διάλυµα ΝaOH, δίνει αλκοόλη. Άρα είναι αλκυλαλογονίδιο που έχει την ίδια ανθρακική αλυσίδα µε την αλκοόλη µε το αλογόνο στη θέση του υδροξυλίου. Άρα ο συντακτικός τύπος της Α είναι: Όταν η Α αντιδράσει µε αλκοολικό διάλυµα ΝaOH, έχουµε αντίδραση απόσπασης και παράγεται αλκένιο. Άρα η Β, σύµφωνα µε τον κανόνα του Saytseff έχει συντακτικό τύπο: CH = CH H Γ, η οποία προκύπτει από τον πολυµερισµό της Β έχει συντακτικό τύπο: Όταν η Α αντιδρά µε ΚCN παράγεται νιτρίλιο. Άρα ο συντακτικός τύπος της είναι: Τα νιτρίλια µε υδρόλυση σε όξινο περιβάλλον δίνουν καρβοξυλικά οξέα. Άρα ο συντακτικός τύπος της Ε είναι: Όταν η Α αντιδράσει µε ΝΗ 3 δίνει άλας του αλκυλαµµωνίου. Άρα ο συντακτικός τύπος της Ζ είναι: Τα αλκυλαµµώνια, µε επίδραση ισχυρής βάσης, δίνουν αµίνες. Άρα ο συντακτικός τύπος της Η είναι: Όταν αντιδρούν αλκοόλες µε καρβοξυλικά οξέα, σε όξινο περιβάλλον, παράγονται εστέρες. Άρα ο συντακτικός τύπος της Θ είναι:

12 312. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Ασκήσεις που περιέχουν και στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς: 5. Κορεσµένη µονοσθενής αλκοόλη Α περιέχει 37,5% w/w άνθρακα. 9,6 g από την Α αναµιγνύονται µε ισοµοριακή ποσότητα κορεσµένου µονοκαρβοξυλικού οξέος Β και αποκαθίσταται ισορροπία. Το µίγµα ισορροπίας περιέχει 17,6 g εστέρα Γ. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α, Β και Γ. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες C: 12, H: 1, O:16 και η σταθερά ισορροπίας για την εστεροποίηση: Κ c = 4. Λύση: Επειδή δε γνωρίζουµε τον ακριβή µοριακό τύπο της αλκοόλης, τη συµβολίζουµε µε το γενικό µοριακό τύπο: C ν Η 2ν+1 ΟΗ Η σχετική µοριακή µάζα της αλκοόλης A είναι: Μr A = ναr C + (2ν + 2)Αr Η + Αr Ο = 12ν + 2ν = 14ν + 18 Άρα 1 mol Α έχει µάζα (14ν + 18)g και περιέχει ν mol, δηλαδή 12ν g C. H περιεκτικότητα της αλκοόλης σε άνθρακα είναι 37,5% w/w, οπότε έχουµε: Σε (14ν + 18)g Α περιέχονται 12ν g C. Σε 100 g A περιέχονται 37,5 g C ν = 37,5(14ν + 18) 1200ν = 525ν ν = 675 ν = 1 Άρα ο συντακτικός τύπος της Α είναι: OH Ύπολογίζουµε τα mol της Α που αντέδρασαν µε το οξύ Β: ma 9,6g n A = = = 0, 3mol Mr 32g / mol A Επειδή δε γνωρίζουµε τον ακριβή µοριακό τύπο του καρβοξυλικού οξέος Β, το συµβολίζουµε µε το γενικό µοριακό τύπο: C κ Η 2κ+1 CΟΟΗ. Η ποσότητα του Β είναι ισοµοριακή µε το Α, άρα n B = 0,3 mol. H αντίδραση µεταξύ Α και Β φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Η σταθερά ισορροπίας είναι: 2 [CκΗ2κ+ 1COO][H2O] x x x Kc = ή4= 4= 2 [CκΗ2κ+ 1COOH][CH3OH] (0,3 x)(0,3 x) (0,3 x) x 2 = x=0,2 0,3 x ηλαδή στο µίγµα ισορροπίας περιέχονται 0,2 mol του εστέρα Γ. mγ 17,6g 17,6 nγ = 0,2mol= MrΓ = = 88 Μr Mr 0, 2 Γ Γ Μr Γ = (κ + 2)Αr C + (2κ + 4)Αr H + 2Ar Ο ή 88 = 12(κ + 2) + 2κ κ = 28 κ = 2 Άρα οι συντακτικοί τύποι των Β και Γ είναι: COOH και COO αντίστοιχα.

13 ,6 mol αλκυλαλογονιδίου Α αντιδρούν πλήρως µε KCN και παράγεται οργανική ένωση Β η οποία µε υδρόλυση σε όξινο περιβάλλον δίνει οργανική ένωση Γ. 0,4 mol κορεσµένης µονοσθενούς κετόνης υδρογονώνεται πλήρως και δίνουν οργανική ένωση Ε. Οι ποσότητες των Γ και Ε που παράχθηκαν αντιδρούν σε όξινο περιβάλλον και παράγονται 20,4 g οργανικής ένωσης Ζ, η οποία έχει Mr = 102. α. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Γ,, Ε και Ζ. β. Να υπολογίσετε την απόδοση της αντίδρασης µεταξύ Γ και Ε. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες C: 12, H: 1, O:16. Λύση: Επειδή δε γνωρίζουµε τον ακριβή µοριακό τύπο του αλκυλαλογονιδίου Α, το συµβολίζουµε µε το γενικό µοριακό τύπο: C ν Η 2ν+1 Χ, µε ν 1. Άρα, η πρώτη σειρά αντιδράσεων είναι: Α B ν 2ν+ 1 ν 2ν+ 1 C Η Χ+ ΚCN C Η CN+ KX (1) B + Γ H ν 2ν+ 1 2 ν 2ν+ 1 3 C Η CN + 2H O C Η COOH + NH (2) Επειδή δε γνωρίζουµε τον ακριβή µοριακό τύπο της κετόνης, τη συµβολίζουµε µε το γενικό µοριακό τύπο: C κ Η 2κ Ο, µε κ 3. Άρα, η υδρογόνωση της είναι: Ε κ 2κ 2 κ 2κ+ 1 C Η Ο+ Η C Η ΟΗ(3) ηλαδή η οργανική ένωση Ε είναι κορεσµένη µονοσθενής δευτεροταγής αλκοόλη. Η αντίδραση µεταξύ Γ και Ε δίνεται παρακάτω: Γ Ε + H Z ν 2ν+ 1 + κ 2κ+ 1 ν 2ν+ 1 κ 2κ C Η COOH C Η ΟΗ C Η COOC Η H O (4) Η σχετική µοριακή µάζα της Ζ είναι 102, άρα: (ν + κ + 1)Αr C + (2ν + 2κ + 2)Αr H + 2Ar Ο = (ν + κ +1) + 2ν + 2κ = ν + 14κ + 46 = (ν + κ) = 56 ν + κ = 4 Όµως ν 1 και κ 3, άρα ν = 1 και κ = 3 α. ηλαδή οι ζητούµενοι συντακτικοί τύποι είναι: Γ: COOH : E: Z: β. Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (1) έχουµε: 1 mol A δίνει 1 mol B 0,6 mol A δίνουν x; mol B x = 0,6 mol B Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (2) έχουµε: 1 mol Β δίνει 1 mol Γ 0,6 mol Β δίνουν ψ; mol Γ ψ = 0,6 mol Γ

14 314. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (3) έχουµε: 1 mol δίνει 1 mol Ε 0,4 mol δίνουν z; mol Ε z = 0,4 mol E Άρα, πριν αντιδράσουν τα Γ και Ε, οι ποσότητές τους είναι 0,6 mol και 0,4 mol αντίστοιχα. Υπολογίζουµε τα mol του εστέρα Ζ στην ισορροπία: mz 20, 4g nz = Mr = Z 102g / mol = 0,2mol, άρα x = 0,2 Aπό τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε ότι αν η αντίδραση ήταν µονόδροµη, το COOH θα ήταν σε περίσσεια, και η C 3 H 7 OH θα αντιδρούσε πλήρως και θα παραγόταν 0,4 mol C 5 H 10 O 2. Συνεπώς η απόδοση της αντίδρασης είναι: nπρακτ. 0, 2 α = = =0, 5 ή 50% n 0,4 θεωρ. 7. Ορισµένη ποσότητα χλωροαιθανίου χωρίζεται σε 3 ίσα µέρη. Το πρώτο µέρος αντιδρά πλήρως µε αλκοολικό διάλυµα ΚΟΗ, οπότε ελευθερώνονται 44,8 L αερίου Α µετρηµένα σε S.T.P. Το δεύτερο µέρος αντιδρά πλήρως µε υδατικό διάλυµα NaOH, oπότε σχηµατίζεται οργανική ένωση Β. Το τρίτο µέρος αντιδρά πλήρως µε ΚCN. H οργανική ένωση που προκύπτει υδρολύεται µε περίσσεια νερού και σχηµατίζει την οργανική ένωση Γ. α. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β και Γ. β. Ποια είναι η αρχική µάζα του χλωροαιθανίου; γ. Οι ποσότητες των ενώσεων Β και Γ που σχηµατίζονται αντιδρούν µεταξύ τους, οπότε σχηµατίζονται 102 g οργανικής ένωσης. Να βρεθεί ο συντακτικός τύπος της και η απόδοση της αντίδρασης µεταξύ Β και Γ. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες C: 12, H: 1, O:16, Cl: 35,5. Λύση: Οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφονται στην άσκηση είναι οι παρακάτω: 1ο µέρος χλωροαιθανίου: αλκοολικό Cl + KOH διάλυµα = + KCl + H 2 O (1) 2ο µέρος χλωροαιθανίου: Cl + NaOH OH + NaCl (2) υδατικό διάλυµα 3ο µέρος χλωροαιθανίου: Cl + KCN CN + KCl (3) CN + 2Η 2 Ο CΟΟΗ + ΝΗ 3 (4)

15 315. α. Άρα οι συντακτικοί τύποι που ζητούνται είναι: Α: = B: OH Γ: COOH β. Έστω ότι η αρχική ποσότητα του χλωροαιθανίου ήταν 3x mol. Θα υπολογίσουµε τα mol του αερίου Α που παράχθηκαν στην πρώτη αντίδραση: VA 44,8L n A = = = 2mol Vm 22,4L/mol Η ποσότητα του χλωροαιθανίου χωρίστηκε σε 3 ίσα µέρη, άρα κάθε µέρος ήταν x mol. Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (1) έχουµε: 1 mol Cl δίνει 1mol = x; mol Cl δίνουν 2mol = x = 2 mol Cl, άρα η αρχική ποσότητα του χλωροαιθανίου είναι n = 3x mol = 6 mol H σχετική µοριακή µάζα του χλωροαιθανίου είναι: Μr = 2Ar C + 5Ar H + Ar Cl = ,5 = 64,5 H µάζα χλωροαιθανίου είναι: m = nmr = 6mol 64,5g/mol = 387 g γ. Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (2) έχουµε: 1 mol Cl δίνει 1 mol OH (B) 2 mol Cl δίνουν ψ; mol OH (B) ψ = 2 mol OH Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (3) έχουµε: 1 mol Cl δίνει 1 mol CN 2 mol Cl δίνουν z; mol CN z = 2 mol CN Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (4) έχουµε: 1 mol CN δίνει 1 mol COOH (Γ) 2 mol Cl δίνουν ω; mol COOH (Γ) ω = 2 mol COOH (Γ) Η αντίδραση των Β και Γ φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Ο συντακτικός τύπος του εστέρα είναι: COO H σχετική µοριακή µάζα του είναι: Μr = 5Αr C + 10Ar H + 2Ar O = = 102 m 102g Υπολογίζουµε τα mol του στην ισορροπία: n = = = 1mol Mr 102g / mol Αν η αντίδραση ήταν µονόδροµη, θα παραγόταν 2 mol. Άρα η απόδοση της αντίδρασης είναι: nπρακτ. 1 α = = =0, 5 ή 50% n 2 θεωρ.

16 316. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα. ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ Ερωτήσεις Σύντοµης απάντησης: 1. Ποιο είναι το οργανικό προϊόν κατά την επίδραση υδατικού διαλύµατος NaOH σε αλκυλαλογονίδιο και ποιο κατά την επίδραση αλκοολικού διαλύµατος NaOH; 2. Aν αντιδράσει αλκυλαλογονίδιο µε ΚCN ή ΝaCN, τί οργανική ένωση σχηµατίζεται και τι δίνει αυτή µε υδρόλυση; 3. Σε ποια περίπτωση η αντίδραση αλκυλαλογονιδίου µε αλκοξείδιο του νατρίου δίνει απλό και σε ποια µεικτό αιθέρα; 4. Με τί ένωση πρέπει να αντιδράσει ένα αλκυλαλογονίδιο για να παραχθεί εστέρας; 5. Ποια είναι τα αέρια προϊόντα κατά την επίδραση θειονυλοχλωριδίου σε αλκοόλη; 6. Γιατί κατά την αλογόνωση ενός αλκαλίου παίρνουµε µίγµα προϊόντων; 7. Τι είναι ο πολυµερισµός; 8. Τι είναι ο 1,4 πολυµερισµός; 9. Ποια οργανική ένωση πρέπει να πολυµεριστεί για να παραχθεί το πολυµερές Buna; 10. Τι ονοµάζεται συµπολυµερισµός και ποιες οργανικές ενώσεις συµπολυµερίζονται για να σχηµατιστούν Buna S και Buna N; Συµπλήρωσης κενών: 1. Κατά την επίδραση... διαλύµατος NaOH σε αλκυλαλογονίδιο, πραγµατοποιείται αντίδραση... και παράγεται..., ενώ κατά την επίδραση... διαλύµατος ΝaOH πραγµατοποιείται αντίδραση... και παράγεται Η υποκατάσταση του αλογόνου ενός αλκυλαλογονιδίου από κυάνιο, γίνεται µε επίδραση... ή... Το προϊόν της αντίδρασης είναι..., το οποίο µε υδρόλυση δίνει Κατά την αντίδραση... µε αλκοξείδιο του νατρίου, πραγµατοποιείται αντίδραση... και σχηµατίζεται αιθέρας, ο οποίος είναι απλός ή µεικτός, ανάλογα µε το αν το... και το αλκοξείδιο του νατρίου περιέχουν το ίδιο ή διαφορετικά Κατά την επίδραση αµµωνίας σε RX, αρχικά σχηµατίζεται το αλάτι..., το οποίο µε επίδραση NaOH ή ΚΟΗ δίνει Το υδροξύλιο των αλκοολών µπορεί να υποκατασταθεί από... και να σχηµατιστεί... µε επίδραση θειονυλοχλωριδίου. 6. Η αλογόνωση των αλκανίων γίνεται παρουσία... και είναι...

17 317. αντίδραση. Τα άτοµα του υδρογόνου του αλκανίου υποκαθίστανται διαδοχικά από άτο- µα..., µε αποτέλεσµα να λαµβάνεται τελικά... προϊόντων. 7. Η αντίδραση µίας αλκοόλης µε ένα καρβοξυλικό οξύ ονοµάζεται... και γίνεται σε... περιβάλλον. Η αντίθετη αντίδραση ονοµάζεται... των εστέρων, η οποία χαρακτηρίζεται ως... ή..., ανάλογα µε το περιβάλλον που πραγµατοποιείται. 8. Κατά τον... έχουµε συνένωση πολλών µικρών µορίων... και σχηµατισµό ενός..., το οποίο ονοµάζεται Κατά τον πολυµερισµό του 1,3-βουταδιενίου, το πολυµερές που σχηµατίζεται έχει την εµπειρική ονοµασία ονοµάζεται ο πολυµερισµός που γίνεται µε δύο ή περισσότερα είδη µονοµερούς. Κατά τον... 1,3-βουταδιενίου και στυρολίου, σχηµατίζεται..., ενώ κατά τον... 1,3-βουταδιενίου και ακρυλονιτριλίου, σχηµατίζεται... Σωστό - Λάθος: Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ); 1. Τα πιο δραστικά αλκυλαλογονίδια στις αντιδράσεις υποκατάστασης είναι τα αλκυλοβρωµίδια. ( ) 2. Με επίδραση υδατικού διαλύµατος NaOH σε 1-χλωροπροπάνιο, σχηµατίζεται 2-προπανόλη, σύµφωνα µε τον κανόνα του Saytseff. ( ) 3. Mε επίδραση ΚCN σε αλκυλαλογονίδιο και υδρόλυση του προϊόντος, σχηµατίζεται καρβοξυλικό οξύ, µε ένα άτοµο άνθρακα περισσότερο από το αλκυλαλογονίδιο. ( ) 4. Ο αιθυλοµεθυλαιθέρας, µπορεί να παρασκευαστεί µε αντίδραση υποκατάστασης από δύο διαφορετικά αλκυλαλογονίδια. ( ) 5. Κατά την επίδραση αµµωνίας σε ισοπρόπυλοχλωρίδιο και αντίδραση του προϊόντος µε NaOH, σχηµατίζεται ισοπροπυλαµίνη. ( ) 6. Η αντίδραση εστεροποίησης είναι µονόδροµη. ( ) 7. Κατά την επίδραση χλωρίου σε µεθάνιο, είναι δυνατό να σχηµατιστούν τέσσερα χλωροπαράγωγα. ( ) 8. Κατά τον πολυµερισµό του 1,3-βουταδιενίου σχηµατίζεται το πολυµερές Buna. ( ) 9. Κατά τον πολυµερισµό του 2-µέθυλο-1,3-βουταδιενίου σχηµατίζεται το πολυ- µερές νεοπρένιο. ( ) 10. Κατά τον συµπολυµερισµό, η κατανοµή των µονοµερών στην ανθρακική αλυσίδα του πολυµερούς είναι πάντα τυχαία. ( ) 11. Κατά τη νίτρωση του βενζολίου, είναι απαραίτητη η παρουσία H 2. ( )

18 318. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα 12. Kατά την αντίδραση 1-χλωροπροπανίου µε αιθανικό νάτριο, σχηµατίζεται προπανικός αιθυλεστέρας. ( ) 13. Η αντίδραση αλκοόλης µε θειονυλοχλωρίδιο δίνει αλκυλαλογονίδιο που έχει την ίδια ανθρακική αλυσίδα µε την αλκοόλη. ( ) 14. Η υδρόλυση των εστέρων µπορεί να γίνει σε όξινο ή σε βασικό περιβάλλον. ( ) 15. Η αλογόνωση των αλκανίων είναι αλυσιδωτή αντίδραση. ( ) Πολλαπλής επιλογής: 1. Απο τα παρακάτω αλκυλαλογονίδια, δραστικότερο σε αντιδράσεις υποκατάστασης είναι το: α. Cl β. I γ. Br δ. F 2. Tα αλκυλαλογονίδια δίνουν αλκοόλες µε επίδραση: α. υδατικού διαλύµατος NaOH β. αλκοολικού διαλύµατος NaOH γ. νερού δ. SOCl 2 3. Kατά την επίδραση ΚCN σε χλωροαιθάνιο, σχηµατίζεται: α. αιθανονιτρίλιο β. αιθανικό οξύ γ. προπανικό οξύ δ. προπανονιτρίλιο 4. Η αντίδραση ισοπροπυλοχλωριδίου µε αιθοξείδιο του νατρίου έχει ως προϊόν: α. 3-µεθυλοβουτανικό οξύ β. αιθανικό προπυλοεστέρα γ. αιθυλοπροπυλοαιθέρα δ. αιθυλοισοπροπυλοαιθέρα 5. Κατά την επίδραση µεθανικού νατρίου σε χλωροαιθάνιο σχηµατίζεται: α. διαίθυλοαιθέρας β. µεθανικός προπυλοεστέρας γ. µεθανικός αιθυλεστέρας δ. βουτανικό οξύ 6. Κατά την επίδραση νατριοακετυλιδίου σε αλκυλαλογονίδιο, σχηµατίζεται: α. αλκένιο β. αλκάνιο γ. αλκίνιο δ. ακόρεστο αλκυλαλογονίδιο 7. Η υδρόλυση των εστέρων γίνεται σε περιβάλλον: α. όξινο β. βασικό γ. όξινο ή βασικό δ. αλκοολικό 8. Κατά την επίδραση χλωρίου σε µεθάνιο, στο διάχυτο φώς, παράγεται: α. µόνο ένα αλκυλοχλωρίδιο β. µίγµα τεσσάρων αλκυλοχλωριδίων γ. µίγµα δύο αλκυλοχλωριδίων δ. µόνο τετραχλωράνθρακας 9. Κατά την αντίδραση προπανικού οξέος µε ισοπροπυλική αλκοόλη, σχηµατίζεται: α. ισοπροπανικός προπυλεστέρας β. προπανικός ισοπροπυλεστέρας γ. προπανικός προπυλεστέρας δ. ισοπροπανικός ισοπροπυλεστέρας 10. To oξύ νίτρωσης είναι µίγµα: α. ΗΝΟ 3 και ΗCl β. πυκνού HNO 3 και πυκνού H 2 γ. πυκνού HCl και πυκνού H 2 δ. HCl και H Kατά την αντίδραση ενός οξέος RCOOH µε µία αλκοόλη R 1 OH, έχουµε υποκατάσταση: α. του COOH από το R 1 O β. του OH του οξέος από το R 1 O γ. του COOH από το R 1 δ. τίποτα από τα παραπάνω

19 Κατά τον πολυµερισµό του 1,3-βουταδιενίου, σχηµατίζεται: α. γουταπέρκα β. νεοπρένιο γ. Buna δ. orlon 13. Κατά τον συµπολυµερισµό 1,3-βουταδιενίου µε ακρυλονιτρίλιο, σχηµατίζεται: α. Βuna N β. Buna S γ. Buna C δ. Buna A Αντιστοίχισης: 1. Αντιστοιχίστε τα αλκυλαλογονίδια στη στήλη Α µε τις ενώσεις στη στήλη Β που παράγονται µε απευθείας αντίδραση υποκατάστασης: Στήλη Α 1. CHCl 2. ( ) 3 CCl 3. Cl 4. Cl Στήλη Β α. διαίθυλοαιθέρας β. 2-προπανόλη γ. διµέθυλοπροπανικό οξύ δ. µεθυλοπροπανικός προπυλεστέρας ε. µεθυλοβουτίνιο 2. Κάθε οργανική ένωση της στήλης Α αντιδρά µε ένα από τα αντιδραστήρια της στήλης Β και δίνει µία ένωση της στήλης Γ. Να γίνει η αντιστοίχιση: Στήλη Α 1. CHCl 2. Cl 3. CΗCl 4. Cl 5. Cl 6. OH 7. CH(OH) Στήλη Β A. ΝΗ 3 B. COONa Γ. NaOH. ( ) 2 CHC CNa E. COOH Z. ONa H. SOCl 2 Στήλη Γ α. χλωροαιθάνιο β. 5-µέθυλο-3-εξίνιο γ. δευτεροταγής προπυλαµίνη δ. προπανικός µεθυλοεστέρας ε. 2-βουτανόλη ζ. προπανικός ισοπροπυλοεστέρας η. αιθυλοπροπυλοαιθέρας 3. Αντιστοιχίστε τις οργανικές ενώσεις της στήλης Α µε τα προϊόντα του πολυµερισµού τους στη στήλη Β: Στήλη Α 1. 2-χλωρο-1,3-βουταδιένιο 2. προπενονιτρίλιο 3. χλωροαιθένιο 4. 1,3-βουταδιένιο 5. 2-µέθυλο-1,3-βουταδιένιο Στήλη Β α. Βuna β. πολυβινυλοχλωρίδιο γ. νεοπρένιο δ. γουταπέρκα ε. πολυακρυλονιτρίλιο

20 320. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Ασκήσεις - Προβλήµατα Θεωρητικές ασκήσεις συµπλήρωσης αντιδράσεων: 1. Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των παρακάτω αντιδράσεων: α. Αντίδραση 2-χλωροβουτανίου µε υδατικό διάλυµα ΝaOH. β. Αντίδραση 2-χλωροπροπανίου µε ΚCN και υδρόλυση του προϊόντος σε όξινο περιβάλλον. γ. Αντίδραση µέθυλοχλωροπροπανίου µε αλκοξείδιο του νατρίου. δ. Αντίδραση 1-χλωροπροπανίου µε ΝΗ 3 και στη συνέχεια αντίδραση του προϊόντος µε ΚΟΗ. ε. Αντίδραση 3-µέθυλο-2-χλωροβουτανίου µε προπανικό νάτριο. ζ. Αντίδραση βρωµοαιθανίου µε προπινίδιο του νατρίου. 2. Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των παρακάτω αντιδράσεων: α. Αντίδραση 2-βουτανόλης µε θειονυλοχλωρίδιο. β. Αντίδραση 2-ιωδοπροπανίου µε υδατικό διάλυµα NaOH και στη συνέχεια αντίδραση του οργανικού προϊόντος µε αιθανικό οξύ. γ. Όξινη υδρόλυση ισοβουτυλικού προπυλεστέρα. δ. Αλογόνωση αιθανίου (όλα τα στάδια). ε. Όξινη υδρόλυση προπανικού αιθυλεστέρα. 3. Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων πολυµερισµού των παρακάτω ενώσεων: α. αιθυλένιο β. στυρόλιο γ. βινυλοχλωρίδιο δ. 2-χλωρο-1,3-βουταδιένιο 4. Να συµπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω αντιδράσεις: +HBr + NaOH + HCOOH α. CH = HO 2 H + + HSO 2 4 +HCl +KCN β H 2 OH o C γ ( ) 3 CCOO Nα βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των οργανικών ενώσεων που συµβολίζονται µε γράµµατα: + Mg + CH3CH= O +H2O Α Β Γ αιθέρας +KCN + HO 2 Ε Ζ Η H + + Η COOCH( ) + H 2 O (Aπ. : ( )( )CHOH, H: COOH) 6. Kατά την επίδραση αλκοολικού διαλύµατος ΚΟΗ σε κορεσµένο διχλωρίδιο Α προκύπτει οργανική ένωση Β. Η Β αντιδρά διαδοχικά µε Η 2 και ΗCl, οπότε προκύπτει η οργανική ένωση Γ. Η Γ αντιδρά µε όξινο ακετυλενίδιο του νατρίου και προκύπτει η οργανική ένωση. Η προσθήκη Η 2 Ο στη παρουσία Ηg, H 2, Hg δίνει την οργανική ένωση Ε. Επίσης µε υδρογόνωση της παίρνουµε το αλκάνιο Ζ το οποίο έχει τέσσερα άτοµα άνθρακα. Να βρεθούν οι ενώσεις Α, Β, Γ,, Ε, Ζ και να γραφούν οι σχετικές χηµικές εξισώσεις. (Aπ. A: Cl Cl, B: C 2 H 2, Γ: Cl, : C CH, E: CO, Z: C 4 H 10 )

21 Η ένωση (Α) R Cl αντιδρά µε ΝaC CH και δίνει την οργανική ένωση Β. Η Β αντιδρά µε νερό παρουσία Ηg, H 2, Hg και δίνει οργανική ένωση Γ. Η Β µε κατάλληλες αντιδράσεις µετατρέπεται στο αλκυλοιωδίδιο. Το αντιδραστήριο Grignard της αντιδρά µε τη Γ και µετά από υδρόλυση προκύπτει η οργανική ένωση Ε. Επίσης η αντιδρά µε αιθοξείδιο του νατρίου και δίνει οργανική ένωση Ζ, η οποία έχει Μr = 88. Nα βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ,, Ε, Ζ και να γραφούν οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφονται στην άσκηση. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16. (Aπ. A: Cl, B: C CH, Γ: CO, : CHI, E: 2,3-διµέθυλο-2- βουτανόλη, Z: αίθυλοισοπροπυλοαιθέρας) 8. Αλκυλοιωδίδιο Α αντιδρά µε υδατικό διάλυµα ΝaOH και σχηµατίζεται οργανική ένωση Β. Το αλκυλοιωδίδιο Α αντιδρά επίσης µε ΚCN και το προϊόν της αντίδρασης υδρολύεται σε όξινο περιβάλλον, οπότε παράγεται οργανική ένωση Γ. Οι Β και Γ αντιδρούν µεταξύ τους, παρουσία Η 2 και σχηµατίζουν οργανική ένωση η οποία έχει σχετική µοριακή µάζα Μr = 74. Nα βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ,, Ε και να γραφούν οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφονται στην άσκηση. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16. (Aπ. A: Ι, B: ΟΗ, Γ: COΟH, : CΟΟ ) 9. Nα βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των οργανικών ενώσεων που συµβολίζονται µε γράµµατα: Σηµείωση: Στο παραπάνω σχήµα οι ενώσεις Θ και Ι είναι ίδιες. (Aπ. A: Cl, B: ONa, Γ: C C, E: COOH, H: COO, Θ: =, M: CHO, O: ( )( )CHOH)

22 322. Τρίτο Κεφάλαιο - 13 ο Μάθηµα Ασκήσεις που περιέχουν και στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς: ,2 g εστέρα Α µε µοριακό τύπο C 6 Η 12 Ο 2 υδρολύονται µε περίσσεια νερού παρουσία H 2, οπότε σχηµατίζονται 9,6 g από την ένωση Β µε µοριακό τύπο C 2 H 4 O 2 και η ένωση Γ. α. Ποια είναι η απόδοση της αντίδρασης; β. Η ένωση Γ που παράγεται από την υδρόλυση θερµαίνεται παρουσία H 2 στους 170 ο C και προκύπτει οργανική ένωση η οποία αντιδρά µε Cl 2. Το προϊόν της αντίδρασης θερµαίνεται µε αλκοολικό διάλυµα ΝaOH και σχηµατίζεται 1-βουτίνιο. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ και. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16. (Απ. α. 0,8 ή 80% β. Α: COO, B: COOH, Γ: OH, : CH = ) 11. 8,4 g αλκενίου Α έχουν όγκο 4,48 L σε S.T.P. α. Να βρείτε τον συντακτικό τύπο του αλκενίου και να περιγράψετε τους δεσµούς που υπάρχουν στο µόριό του. β. Ορισµένη ποσότητα από το αλκένιο Α πολυµερίζεται οπότε σχηµατίζονται 15,85 Kg ενός πολυµερούς που έχει Μr = Nα γράψετε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης του πολυµερισµού και να υπολογίσετε τη µάζα του µονοµερούς που αντέδρασε. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1. (Απ. α. CH =, 7σ, 1π β. ν = 7500, 15,85 Κg) 12. Ορισµένη ποσότητα αλκυλοχλωριδίου Α χωρίζεται σε δύο ίσα µέρη. Το πρώτο µέρος αντιδρά πλήρως µε αλκοολικό διάλυµα ΝaOH και ελευθερώνονται 11,2 L αερίου Β σε S.T.P. Το δεύτερο µέρος αντιδρά πλήρως µε υδατικό διάλυµα ΝaOH και σχηµατίζονται 30 g δευτεροταγούς αλκοόλης Γ. α. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ και να υπολογιστεί η αρχική µάζα του αλκυλοχλωριδίου. β. Η ποσότητα της ένωσης Γ αντιδρά µε περίσσεια κορεσµένου µονοκαρβονικού οξέος. Η απόδοση της αντίδρασης είναι 80% και σχηµατίζονται 46,4 g οργανικής ένωσης Ε. Να βρείτε το συντακτικό τύπο της Ε. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16, Cl: 35,5. (Απ. α. A: CHCl, B: CH =, Γ: CH(OH), m αρχ = 78,5 g β. : COOH, Ε: προπανικός ισοπροπυλεστέρας) 13. Ορισµένη ποσότητα αλκυλοβρωµιδίου Α χωρίζεται σε 3 ίσα µέρη. Το πρώτο µέρος αντιδρά πλήρως µε αλκοολικό διάλυµα ΝaOH και ελευθερώνονται 11,2 L αερίου Β σε S.T.P. Το δεύτερο µέρος αντιδρά πλήρως µε υδατικό διάλυµα ΝaOH και σχηµατίζονται 23 g οργανικής ένωσης Γ. Το τρίτο µέρος αντιδρά πλήρως µε KCN και το προϊόν της αντίδρασης υδρολύεται µε περίσσεια αραιού διαλύµατος H 2 και σχηµατίζεται οργανική ένωση. α. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, Γ και

23 323. β. Να υπολογιστεί η αρχική µάζα του αλκυλοβρωµιδίου. γ. Οι ποσότητες των ενώσεων Γ και αντιδρούν µεταξύ τους και σχηµατίζονται 40,8 g οργανικής ένωσης Ε. Ποιος είναι ο συντακτικός τύπος της Ε και ποια η απόδοση της αντίδρασης; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16, Βr: 80. (Απ. α. A: Br, B: =, Γ: OH, : COOH β. 163,5 g γ. Ε: COO, 80%) 14. 0,1 mol ενός υδρογονάνθρακα Α καίγονται πλήρως και δίνουν 0,2 mol CO 2. Ίση ποσότητα του υδρογονάνθρακα απαιτεί για πλήρη υδρογόνωση 0,4 g H 2. 7,8 g του Α αντιδρούν πλήρως µε νερό παρουσία Hg, H 2 και Hg και δίνουν την ένωση Β η οποία χωρίζεται σε 3 ίσα µέρη. Το πρώτο µέρος αντιδρά µε Η 2 και σχηµατίζεται η οργανική ένωση Γ, η οποία αντιδρά µε SOCl 2 και η οργανική ένωση που προκύπτει αντιδρά µε Mg σε απόλυτο αιθέρα και δίνει την ένωση. H αντιδρά µε το δεύτερο µέρος της Β και προκύπτει η οργανική ένωση Ε. Το τρίτο µέρος της Β αντιδρά µε ΗCN και η ένωση που προκύπτει υδρολύεται, οπότε λαµβάνεται η ένωση Ζ. α. Ποιοι είναι οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α, Β, Γ,, Ε, και Ζ; β. Ποιες είναι οι µάζες των Γ, Ε και Ζ; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16. (Απ. α. A: CH CH, B: CHO, Γ: OH, : MgCl, E: CH(OH), Z: 2-υδροξύ προπανικό οξύ β. m Γ = 4,6 g, m Ε = 7,4 g, m Z = 9 g) Ε. ΤΟ ΞΕΧΩΡΙΣΤΟ ΘΕΜΑ 15 g κορεσµένης µονοσθενής αλκοόλης Α αντιδρούν πλήρως µε SOCl 2 οπότε ελευθερώνεται 11,2 L αερίου µίγµατος σε S.T.P. και σχηµατίζεται η οργανική ένωση Β. α. Ποιος είναι ο µοριακός τύπος της Α; β. Αν γνωρίζουµε ότι η αλκοόλη Α παρασκευάζεται µε προσθήκη νερού σε αλκένιο, να βρείτε τους συντακτικούς τύπους των Α και Β. γ. Αλκίνιο Γ αντιδρά µε νερό και σχηµατίζεται η ένωση. Η ένωση Β αντιδρά µε µαγνήσιο και το προϊόν της αντίδρασης προστίθεται στην ένωση, το σώµα που προκύπτει υδρολύεται και σχηµατίζεται δευτεροταγής αλκοόλη Ε µε µοριακό τύπο: C 5 Η 11 ΟΗ. Με αφυδάτωση της Ε σχηµατίζεται ως κύριο προϊόν υδρογονάνθρακας Ζ. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των Γ,, Ε και Ζ. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες των C: 12, Η: 1, Ο: 16. (Aπ. α. C 3 H 7 OH β. Α: CH(OH), B: CHCl γ. Γ: CH CH, : CHO, E: ( ) 2 CHCH( )OH, Z: ( ) 2 C = CH )