Номер 1, страница 198 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

1. Выведите общую формулу гомологов акриловой кислоты.

Решение

Гомологи — это вещества, которые принадлежат к одному классу органических соединений, имеют сходное строение и химические свойства, но отличаются друг от друга по составу на одну или несколько групп $-CH_2-$, называемых гомологической разностью.

Акриловая кислота, также известная как пропен-2-овая кислота, является простейшим представителем непредельных одноосновных карбоновых кислот. Её структурная формула выглядит так: $CH_2=CH-COOH$.

Для вывода общей формулы её гомологов, проанализируем состав нескольких первых представителей этого гомологического ряда:

1. Акриловая (пропеновая) кислота: $CH_2=CH-COOH$

   Подсчитаем число атомов каждого элемента: 3 атома углерода (C), 4 атома водорода (H), 2 атома кислорода (O). Молекулярная формула: $C_3H_4O_2$.

2. Следующий гомолог — бутен-2-овая кислота (кротоновая кислота): $CH_3-CH=CH-COOH$

   Молекулярная формула: $C_4H_6O_2$.

3. Ещё один гомолог — пентен-2-овая кислота: $CH_3-CH_2-CH=CH-COOH$

   Молекулярная формула: $C_5H_8O_2$.

Сравним полученные молекулярные формулы: $C_3H_4O_2$, $C_4H_6O_2$, $C_5H_8O_2$.

Если мы обозначим число атомов углерода за $n$, то можно заметить следующую закономерность для числа атомов водорода:

• При $n=3$, число атомов водорода равно $4$, что соответствует $2 \cdot 3 - 2 = 4$.
• При $n=4$, число атомов водорода равно $6$, что соответствует $2 \cdot 4 - 2 = 6$.
• При $n=5$, число атомов водорода равно $8$, что соответствует $2 \cdot 5 - 2 = 8$.

Число атомов кислорода во всех случаях равно 2, так как все эти кислоты являются одноосновными (содержат одну карбоксильную группу $-COOH$).

Таким образом, общая формула для гомологического ряда непредельных одноосновных карбоновых кислот с одной двойной связью, к которому относится акриловая кислота, будет $C_nH_{2n-2}O_2$. Поскольку простейший представитель (акриловая кислота) содержит 3 атома углерода, то для этого ряда $n \ge 3$.

Ответ: Общая формула гомологов акриловой кислоты — $C_nH_{2n-2}O_2$ (где $n \ge 3$).