Zadanie z chemii z działu: Zadania konkursowe
Zadanie konkursowe
Informacja do zadania
Jedną z metod otrzymywania ketonów jest termiczny rozkład soli wapniowych kwasów karboksylowych. Równanie reakcji na przykładzie rozkładu propanianu wapnia przedstawiono poniżej:
Ogólnie, z soli wapniowej kwasu R-COOH w wyniku ogrzewania otrzymuje się związek o budowie R-CO-R i węglan wapnia. Jeśli prażeniu poddać mieszaninę dwóch soli wapniowych kwasów karboksylowych (o podstawnikach oznaczonych R1 i R2) to otrzymuje się mieszaninę ketonów: ketony symetryczne (R1COR1, R2COR2) i keton niesymetryczny R1COR2. Reakcje tego typu nazywamy reakcjami krzyżowymi.
W przypadku kwasów karboksylowych o wysokich temperaturach wrzenia ogrzewaniu można poddać kwas z niewielkim dodatkiem związków wapnia, np. CaO lub CaCO3. Oprócz ketonu produktami są wtedy woda i ditlenek węgla, oraz niewielka ilość CaCO3.
Zadanie 1
Napisz, dlaczego w podanym procesie można użyć niewielkiego dodatku CaCO3 do kwasu.
Zadanie 2
Wyjaśnij, jaką rolę pełni CaCO3 w podanym procesie.
Zadanie 3
Wyjaśnij, dlaczego CaO i CaCO3 umożliwiają otrzymanie ketonów, ale nie pełnią tej samej roli w opisanym procesie.
Zadanie 4
Zamiennie ze związkami wapnia można użyć związków baru. Wyjaśnij, dlaczego odpowiednim związkiem jest BaCO3, ale nie BaSO4.
Zadanie 1
poprawna odpowiedź:
Kwas karboksylowy reaguje z CaCO3 dając CO2 i sól wapniową, która ulega następnie rozkładowi wg podanego schematu tworząc keton i CaCO3.
Zadanie 2
poprawna odpowiedź:
Jest katalizatorem.
Zadanie 3
poprawna odpowiedź:
Zarówno CaO jak i CaCO3 reagują z kwasami karboksylowymi dając sole wapniowe, które następnie rozkładają się na keton i CaCO3. Jak widać, tylko CaCO3 się odtwarza, podczas gdy CaO nie. Zatem tylko o CaCO3 można powiedzieć, że jest katalizatorem.
Zadanie 4
poprawna odpowiedź:
Kwasy karboksylowe tworzą sole barowe z BaCO3, ale nie reagują z BaSO4, zatem tylko BaCO3 można użyć jako zamiennika CaCO3/CaO/Ca(OH)2.