Butanian sodu zawiera cztery atomy węgla, heksanian sodu sześć atomów węgla, 15 atomów węgla, a oktadekanian magnezu zawiera 18 atomów węgla.

• butanian sodu

  RM1kTo2yRSJcu

  Ilustracja przedstawiająca butanian sodu o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z kolejną grupą ${\text{CH}}_2$, a ta z grupą ${\text{COO}}^{-}$ kompensowaną przez kation sodowy.

  

  Rf3XfkbDgKIpY

  Ilustracja przedstawiająca butanian sodu o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z kolejną grupą ${\text{CH}}_2$, a ta z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym, który kompensowany jest przez kation sodowy.

  

• heksanian glinu

  R48L7Q5OJEzRl

  Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny heksanianu glinu o strukturze kation glinu ${\text{Al}}^{3+}$ kompensowany przez trzy aniony o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z kolejną grupą ${\text{CH}}_2$, ta z następną i jeszcze jedną, w sumie cztery grupy ${\text{CH}}_2$ połączone z grupą ${\text{COO}}^{-}$. Anion heksanianowy znajduje się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie dolnym znajduje się trzy.

  

  RlKsn3kGUZPAA

  Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny heksanianu glinu o strukturze kation glinu ${\text{Al}}^{3+}$ kompensowany przez trzy aniony o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z kolejną grupą ${\text{CH}}_2$, ta z następną i jeszcze jedną, w sumie cztery grupy

  

• oktadekanian magnezu

  R1bFVRBOeccTN

  Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny oktadekanianiu magnezu o strukturze składającej się z kationu magnezowego ${\text{Mg}}^{2+}$ oraz dwóch anionów oktadekanianowych zbudowanych z grupy ${\text{CH}}_3$ związanej z łańcuchem utworzonym z szesnastu liniowo połączonych grup ${\text{CH}}_2$. z których ostatnia związana jest grupą ${\text{COO}}^{-}$. Anion znajduje się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie dolnym znajduje się cyfra dwa.

  

  R1XAstrCqHtF5

  Ilustracja przedstawiająca wzór półstrukturalny oktadekanianiu magnezu o strukturze składającej się z kationu magnezowego ${\text{Mg}}^{2+}$ oraz dwóch anionów oktadekanianowych zbudowanych z grupy ${\text{CH}}_3$ związanej z łańcuchem utworzonym z szesnastu liniowo połączonych grup ${\text{CH}}_2$. z których ostatnia związana jest atomem węgla połączonym z atomem tlenu wiązaniem podwójnym oraz drugim atomem węgla obdarzonym ładunkiem ujemnym za pomoocą wiązania pojedynczego. Anion znajduje się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie dolnym znajduje się cyfra dwa.

  

Wytracają się trudno rozpuszczalne osady.

Podczas używania twardej wody wytrąca się osad soli kwasu karboksylowego, który utrudnia działanie mydła.

RwAsRca8HHH06

Ilustracja przedstawiająca równanie reakcji pomiędzy kwasem palmitynowym, to znaczy heksadekanowym a kationem magnezu. Dwie cząsteczki kwasu palmitynowego o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z łańcuchem węglowym utworzonym przez czternaście połączonych liniowo grup ${\text{CH}}_2$, z których ostatnia związana jest z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową $\text{OH}$. Dodać kation magnezowy ${\text{Mg}}^{2+}$. Strzałka w prawo, za strzałą palmitynian magnezu o strukturze złożonej z dwóch anionów palmitynianowych przedstawionych następująco, nawias kwadratowy, względem którego w indeksie dolnym znajduje się dwa, w nawiasie grupa ${\text{CH}}_3$ związana z łańcuchem zbudowanym z liniowo połączonych czternastu grup ${\text{CH}}_2$, z których ostatnia łączy się z atomem węgla związanym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym oznaczonym jako minus. Za nawiasem kwadratowym kation ${\text{Mg}}^{2+}$ oraz strzałka w dół świadcząca o wytrąceniu osadu.

Oblicz procent masowy tlenu.

Przyjmij, że $100\%=100 \mathrm{g}$ związku.

Oblicz liczbę moli poszczególnych atomów.

Napisz stosunek liczby moli poszczególnych atomów i doprowadź do tego, aby były wyrażone w możliwie jak najmniejszych liczbach całkowitych.

Policz masę molową otrzymanego wzoru empirycznego, a następnie podziel przez nią masę molową soli kwasu karboksylowego – ustalisz wzór rzeczywisty.

Kwasy karboksylowe mogą reagować bezpośrednio z metalami grupy 1. i 2. oraz z ich wodorotlenkami.

Krok 1. Ustalamy procent masowy tlenu.

$\%\mathrm{C}=\mathrm{42,28}\%$

$\%\mathrm{H}=\mathrm{5,91}\%$

$\%\mathrm{Mg}=\mathrm{14,26}\%$

$\%\mathrm{C}+\%\mathrm{H}+\%\mathrm{O}+\%\mathrm{Mg}=100\%$

$\%\mathrm{O}=100\%-(\%\mathrm{C}+\%\mathrm{H}+\%\mathrm{Mg})$

$\%\mathrm{O}=100\%-(\mathrm{42,28}\%+\mathrm{5,91}\%+\mathrm{14,26}\%)=\mathrm{37,55}\%$

Krok 2. Obliczamy liczbę moli poszczególnych atomów z założeniem, że $100\%=100 \mathrm{g}$.

$m_{\mathrm{C}}=\mathrm{42,28} \mathrm{g}$

$m_{\mathrm{H}}=\mathrm{5,91} \mathrm{g}$

$m_{\mathrm{O}}=\mathrm{37,55} \mathrm{g}$

$m_{\mathrm{Mg}}=\mathrm{14,26} \mathrm{g}$

$n_{\mathrm{C}}=\frac{42,28 \mathrm{g}}{12 {\displaystyle \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}}=350 \mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{H}}=\frac{5,91 \mathrm{g}}{1 {\displaystyle \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}}=\mathrm{5,91} \mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{O}}=\frac{37,55 \mathrm{g}}{16 {\displaystyle \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}}=\mathrm{2,35} \mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{Mg}}=\frac{14,26 \mathrm{g}}{24,3 {\displaystyle \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}}=\mathrm{0,59} \mathrm{mol}$

$n_{\mathrm{C}}:n_{\mathrm{H}}:n_{\mathrm{O}}:n_{\mathrm{Mg}}=\mathrm{5,93}:\mathrm{10,01}:3:98:1$ w przybliżeniu do liczb całkowitych $6:10:4:1$

Wzór empiryczny ma postać: ${\text{C}}_6{\text{H}}_{10}{\text{O}}_4\text{Mg}$

Krok 3. Obliczamy masę molową wzoru empirycznego.

Krok 4. Ustalamy stosunek masy wzoru empirycznego z podaną masą molową związku.

Oznacza to, że wzór empiryczny jest zarazem wzorem rzeczywistym.

Wiemy z treści zadania, że analiza elementarna dotyczyła monohydroksylowej soli kwasu karboksylowego.

Ogólny wzór sumaryczny monohydroksylowych soli kwasów karboksylowych przedstawiamy:

We wzorze ogólnym kwasu karboksylowego mamy dwa atomy tlenu, w wyznaczonym wzorze rzeczywistym aż cztery, co oznacza, że mamy do czynienia z dwoma cząsteczkami kwasu karboksylowego, a dodatkowo jony magnezu mają wartościowość II.

Wzór grupowy tego kwasu to:

Wzór empiryczny i rzeczywisty ma taką samą postać: ${\text{C}}_6{\text{H}}_{10}{\text{O}}_4\text{Mg}$.

Reakcje otrzymywania:

RFd0JhD1W6ul0

Schemat reakcji chemicznej. Dwie cząsteczki kwasu propionowego o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z atomem tlenu za pomocą wiązania podwójnego oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową. Dodać atom magnezu, strzałka w prawo, za strzałką cząsteczka propionianu magnezu o strukturze w nawiasie kwadratowym grupa ${\text{CH}}_3$, związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym oznaczonym znakiem minus. W indeksie dolnym względem nawiasu kwadratowego cyfra dwa. Za nawiasem kation magnezowy ${\text{Mg}}^{2+}$ dodać cząsteczka gazowego wodoru ${\text{H}}_2$, strzałka w górę.

R13w54PKkeges

Schemat reakcji chemicznej. Dwie cząsteczki kwasu propionowego o strukturze grupa ${\text{CH}}_3$ związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z atomem tlenu za pomocą wiązania podwójnego oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową. Dodać wodorotlenek magnezu $\text{Mg}{\left(\text{OH}\right)}_2$, strzałka w prawo, za strzałką cząsteczka propionianu magnezu o strukturze w nawiasie kwadratowym grupa ${\text{CH}}_3$, związana z grupą ${\text{CH}}_2$, która to łączy się z atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym oznaczonym znakiem minus. W indeksie dolnym względem nawiasu kwadratowego cyfra dwa. Za nawiasem kation magnezowy ${\text{Mg}}^{2+}$ dodać dwie cząsteczki wody ${\text{H}}_2\text{O}$.

Nazwa otrzymanej soli: propanian magnezu