Какая структурная формула жира образованного одной органической кислотой в результате полного гидролиза 17,8 г твёрдого

Давайте решим эту задачу поэтапно:

Шаг 1: Определите количество моль твёрдого жира, используя его молярную массу.
Молярная масса жира обычно составляет примерно 300 г/моль. Масса жира составляет 17,8 г. Применяя формулу:

\[
\text{{Количество моль}} = \frac{{\text{{Масса}}}}{{\text{{Молярная масса}}}}
\]

Подставляя значения, получаем:

\[
\text{{Количество моль жира}} = \frac{{17,8 \, \text{{г}}}}{{300 \, \text{{г/моль}}}} = 0,0593 \, \text{{моль}}
\]

Шаг 2: Определите количество моль гидроксида натрия (NaOH), используя его молярную концентрацию и объем раствора.

Концентрация гидроксида натрия составляет 4 моль/л, а объем раствора - 15 мл, то есть 0,015 л. Применяя формулу:

\[
\text{{Количество моль}} = \text{{Концентрация}} \times \text{{Объем}}
\]

Подставляя значения, получаем:

\[
\text{{Количество моль NaOH}} = 4 \, \text{{моль/л}} \times 0,015 \, \text{{л}} = 0,06 \, \text{{моль}}
\]

Шаг 3: Определите соотношение между количеством молей жира и количеством молей гидроксида натрия в химическом уравнении полного гидролиза:

\[
\text{{Жир}} + 3\text{{NaOH}} \rightarrow \text{{Глицерин}} + 3\text{{RCOO}}\text{{Na}}
\]

Видим, что 1 моль жира реагирует с 3 молями гидроксида натрия, образуя 3 моля органических натриевых солей органических кислот (RCOONa) и глицерин.

Шаг 4: Сравните количество молей жира и гидроксида натрия, которые у вас есть.

\(\text{{Количество молей жира}} = 0,0593 \, \text{{моль}}\) (из шага 1)
\(\text{{Количество молей NaOH}} = 0,06 \, \text{{моль}}\) (из шага 2)

Так как количество молей гидроксида натрия больше, чем количество молей жира, гидроксид натрия будет использоваться полностью, а жир не будет полностью гидролизован.

Шаг 5: Рассчитайте количество молей жира, которое окончательно гидролизуется, используя соотношение между количеством молей жира и гидроксида натрия.

По соотношению 1:3 из шага 3, на каждую моль жира нужно 3 моля гидроксида натрия. Так как количество молей гидроксида натрия (0,06 моль) больше, чем количество молей жира (0,0593 моль), то можем использовать только то количество жира, которое равно количеству молей гидроксида, то есть 0,0593 моль.

Шаг 6: Рассчитайте количество массы, соответствующей гидролизованному жиру, используя его молярную массу.

Молярная масса жира равна 300 г/моль, а количество молей жира равно 0,0593 моль. Применяя формулу:

\[
\text{{Масса}} = \text{{Количество молей}} \times \text{{Молярная масса}}
\]

Подставляя значения, получаем:

\[
\text{{Масса}} = 0,0593 \, \text{{моль}} \times 300 \, \text{{г/моль}} = 17,79 \, \text{{г}}
\]

Шаг 7: Определите структурную формулу гидролизованного жира.

Теперь, когда у нас есть масса гидролизованного жира (17,79 г) и мы знаем, что это было образовано одной органической кислотой, мы можем использовать молярные массы элементов, чтобы рассчитать количество молей углерода, водорода и кислорода в образце гидролизованного жира.

Углерод обычно составляет около 75% массы жира, а кислород и водород составляют около 12% и 13% соответственно.

\[
\text{{Масса углерода}} = 17,79 \, \text{{г}} \times 0,75 = 13,3425 \, \text{{г}}
\]
\[
\text{{Масса водорода}} = 17,79 \, \text{{г}} \times 0,13 = 2,3137 \, \text{{г}}
\]
\[
\text{{Масса кислорода}} = 17,79 \, \text{{г}} \times 0,12 = 2,1348 \, \text{{г}}
\]

Шаг 8: Рассчитайте количество молей углерода, водорода и кислорода, используя их молярные массы.

Молярная масса углерода составляет примерно 12 г/моль, молярная масса водорода - 1 г/моль, а молярная масса кислорода - 16 г/моль.

\[
\text{{Количество молей углерода}} = \frac{{\text{{Масса углерода}}}}{{\text{{Молярная масса углерода}}}} = \frac{{13,3425 \, \text{{г}}}}{{12 \, \text{{г/моль}}}} \approx 1,11 \, \text{{моль}}
\]
\[
\text{{Количество молей водорода}} = \frac{{\text{{Масса водорода}}}}{{\text{{Молярная масса водорода}}}} = \frac{{2,3137 \, \text{{г}}}}{{1 \, \text{{г/моль}}}} \approx 2,31 \, \text{{моль}}
\]
\[
\text{{Количество молей кислорода}} = \frac{{\text{{Масса кислорода}}}}{{\text{{Молярная масса кислорода}}}} = \frac{{2,1348 \, \text{{г}}}}{{16 \, \text{{г/моль}}}} \approx 0,1334 \, \text{{моль}}
\]

Шаг 9: Составьте структурную формулу гидролизованного жира, учитывая соотношение между количеством молей углерода, водорода и кислорода в органической кислоте.

Так как классическая структурная формула жира C\(_{57}\)H\(_{110}\)O\(_6\), называется "стеариновая кислота", имеет 57 атомов углерода, 110 атомов водорода и 6 атомов кислорода.

Мы получили, что количество молей углерода составляет примерно 1,11 моль, количество молей водорода - 2,31 моль, и количество молей кислорода - 0,1334 моль.

Исходя из этого, структурная формула гидролизованного жира образованного одной органической кислотой в результате полного гидролиза 17,8 г твёрдого жира будет следующей:

C\(_{1.11}\)H\(_{2.31}\)O\(_{0.1334}\)