Номер 3, страница 195 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

3. Укажите утверждения, справедливые для вещества, формула которого:

$CH_3-C(=O)OH$

1. Применяется в пищевой промышленности

2. Вытесняет угольную кислоту из солей

3. В отличие от этанола, реагирует с раствором гидроксида натрия

4. Окрашивает метилоранж в красный цвет

5. Может быть получено окислением этанола раствором $KMnO_4$ в присутствии серной кислоты

6. Может быть получено путём присоединения воды к этину

7. Реагирует с цинком с выделением водорода

8. Гомолог этаналя

Вещество, формула которого представлена на изображении, — это уксусная (этановая) кислота, $CH_3COOH$. Это представитель класса карбоновых кислот. Проанализируем каждое утверждение.

1. Применяется в пищевой промышленности
Уксусная кислота является основным компонентом столового уксуса (обычно 3-9% водный раствор), который широко используется в качестве консерванта (пищевая добавка E260), регулятора кислотности и приправы. Поэтому данное утверждение верно.

Ответ: верно.

2. Вытесняет угольную кислоту из солей
Уксусная кислота ($pKa \approx 4.76$) является более сильной кислотой, чем угольная кислота ($pKa_1 \approx 6.35$). Поэтому она способна вытеснять угольную кислоту из её солей (карбонатов и гидрокарбонатов). Реакция протекает с выделением углекислого газа, так как угольная кислота неустойчива и распадается на воду и $CO_2$.
Пример реакции: $2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2\uparrow$.

Ответ: верно.

3. В отличие от этанола, реагирует с раствором гидроксида натрия
Уксусная кислота, как и все кислоты, вступает в реакцию нейтрализации со щелочами, например, с гидроксидом натрия, с образованием соли (ацетата натрия) и воды: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$. Этанол ($C_2H_5OH$) является спиртом и проявляет очень слабые кислотные свойства, недостаточные для реакции с водным раствором щелочи. Этанол реагирует только с активными металлами (например, с натрием).

Ответ: верно.

4. Окрашивает метилоранж в красный цвет
Метиловый оранжевый (метилоранж) — это кислотно-основный индикатор, который в кислой среде (при $pH < 3.1$) имеет красную окраску. Водный раствор уксусной кислоты создает кислую среду с $pH$ обычно ниже 3.1 (например, 1М раствор имеет $pH \approx 2.4$), поэтому метилоранж в нем окрасится в красный цвет.

Ответ: верно.

5. Может быть получено окислением этанола раствором KMnO₄ в присутствии серной кислоты
Этанол — первичный спирт. При его окислении сильными окислителями, такими как перманганат калия ($KMnO_4$) в кислой среде, образуется карбоновая кислота с тем же числом атомов углерода. В данном случае из этанола ($C_2H_5OH$) образуется уксусная (этановая) кислота ($CH_3COOH$).
Уравнение реакции: $5C_2H_5OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 4MnSO_4 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$.

Ответ: верно.

6. Может быть получено путём присоединения воды к этину
Реакция присоединения воды к этину (ацетилену) в присутствии солей ртути(II) называется реакцией Кучерова. В результате этой реакции образуется промежуточный продукт — непредельный спирт (енол), который неустойчив и сразу же изомеризуется в уксусный альдегид (этаналь), а не в уксусную кислоту.
$HC\equiv CH + H_2O \xrightarrow{HgSO_4, H_2SO_4} [CH_2=CH(OH)] \rightarrow CH_3CHO$.

Ответ: неверно.

7. Реагирует с цинком с выделением водорода
Уксусная кислота, как типичная кислота, реагирует с металлами, стоящими в ряду активности левее водорода. Цинк ($Zn$) является таким металлом. В результате реакции образуется соль (ацетат цинка) и выделяется газообразный водород.
$2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$.

Ответ: верно.

8. Гомолог этаналя
Гомологи — это вещества, принадлежащие к одному классу соединений и отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп $-CH_2-$. Уксусная кислота ($CH_3COOH$) относится к классу карбоновых кислот. Этаналь ($CH_3CHO$) относится к классу альдегидов. Так как они принадлежат к разным классам органических соединений, они не являются гомологами.

Ответ: неверно.