Формула аскорбиновой кислоты

Определение и формула аскорбиновой кислоты

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Аскорбиновая кислота представляет собой сложное органическое соединение, относящееся к классу карбоновых кислот.

В обычных условиях – это кристаллы белого цвета, обладающие кислым вкусом (рис. 1). Легко растворяется в воде.

Аскорбиновая кислота. Внешний вид и его формула

Рис. 1. Аскорбиновая кислота. Внешний вид.

Аскорбиновая кислота содержится во многих овощах и фруктах. Она является активным участником многих метаболических процессов в организме человека.

Химическая формула аскорбиновой кислоты

Химическая формула аскорбиновой кислоты C₆H₈O₆. Она показывает, что в состав данной молекулы входят шесть атомов углерода (Ar = 12 а.е.м.), восемь атомов водорода (Ar = 1 а.е.м.) и шесть атомов кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу аскорбиновой кислоты:

Mr(C₆H₈O₆) = 6×Ar(C) + 8×Ar(H) + 6×Ar(O);

Mr(C₆H₈O₆) = 6×12 + 8×1 + 6×16 =72 + 8 + 96 = 176.

Графическая (структурная) формула аскорбиновой кислоты

Структурная (графическая) формула аскорбиновой кислоты является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

В молекуле аскорбиновой кислоты имеется два асимметрических атома углерода, вследствие чего для этого вещества характерно явление изомерии.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Массовая доля фосфора в одном из его оксидов равна 56,4%. Плотность паров оксида по воздуху равна 7,59. Установите молекулярную формулу оксида.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Вычислим массовую долю кислорода в соединении:

ω (O) = 100% — ω(P) = 100% — 56,4% = 43,6%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (фосфор), «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y = ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O);

x:y= 56,4/31 : 43,6/16;

x:y= 1,82 : 2,725= 1 : 1,5 = 2 : 3.

Значит простейшая формула соединения фосфора с кислородом будет иметь вид P₂O₃ и молярную массу 94 г/моль [M(P₂O₃) = 2×Ar(P) + 3×Ar(O) = 2×31+ 3×16 = 62 + 32 = 94 г/моль].

Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по воздуху:

M_substance = M_air × D_air;

M_substance = 29 × 7,59 = 220 г/моль.

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:

M_substance / M(P₂O₃) = 220 / 94 = 2.

Значит индексы атомов фосфора и кислорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид P₄O₆.

Ответ

P₄O₆

ПРИМЕР 2

Задание

Установите массовую формулу вещества, содержащего 55,2% калия, 14,6% фосфора и 30,2% кислорода.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (калий), «у» (фосфор) и «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 55,2/39 : 14,6/31 : 30,2/16;

x:y:z= 1,4 : 0,5: 1,9 = 3 : 1: 4.

Значит формула соединения калия, фосфора и кислорода будет иметь вид K₃PO₄. Это фосфат калия.