a)

Obliczamy liczby moli produktów spalania związku C_xH_yO_z:

• 0,9 g pary wodnej (H₂O, M = 18 g/mol):

$n=\frac{m}{M}$

gdzie:

n - liczba moli,

m - masa,

M - masa molowa.

$n_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}=\frac{0,9\mathrm{g}}{18\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}$

$n_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}=0,05\mathrm{mol}$

• 0,896 dm³ CO₂ odmierzonego w warunkach normalnych:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}& -& 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\\ a& -& 0,896\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$a=\frac{1\mathrm{mol}\cdot 0,896\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$a=0,04\mathrm{mol}$

Konstruujemy równanie spalania związku organicznego:

$\mathrm{C}{}_x\mathrm{H}{}_y\mathrm{O}{}_z+\mathrm{X}\mathrm{O}{}_2\to \underset{0,04\mathrm{mol}}{x\mathrm{CO}{}_2}+\underset{0,05\mathrm{mol}}{\frac{y}{2}\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}$

Obliczamy stosunek współczynników x i y:

$\begin{array}{ccc}x& -& \frac{y}{2}\\ 0,04\mathrm{mol}& -& 0,05\mathrm{mol}\end{array}$

$0,05x=0,02y$

$5x=2y$

$\frac{x}{y}=\frac{2}{5}$

Wiemy, ze stosunek molowy węgla do tlenu w tym związku wynosi 4:1, zatem:

$x=4z$

$\frac{x}{z}=\frac{4}{1}$

Zatem stosunek x : y : z wynosi 4 : 10 : 1.  Wzór sumaryczny związku to : C₄H₁₀O.

 

b)

Wzory Fishera jego dwóch izomerów optycznych:

 

c)

W wyniku utleniania butan-1-olu powstaje anion kwasu butanowego (środowisko prowadzenia reakcji jest zasadowe). Uzupełnione równanie reakcji:

 

---

Wyjaśnienie:

Identyfikowany związek należy do grupy alkoholi. Jego wzór to C₄H₉OH (nie może być związkiem karbonylowym, ponieważ posiada zbyt dużo atomów wodoru). Zapisujemy możliwe wzory izomerów konstytucyjnych tego związku:

Zauważamy, że butan-2-ol posiada asymetryczny atom węgla.

Próba Tollensa (lustra srebrnego) to reakcja, w której badany związek poddaje się reakcji z alkalicznym roztworem zawierającym kationy diaminasrebra(I) [Ag(NH₃)₂]⁺, najczęściej w podwyższonej temperaturze. Pozytywny wynik próby to powstanie tzw. lustra srebrnego, które jest wynikiem wydzielającego się osadu metalicznego srebra. Negatywny wynik stwierdzamy, gdy mieszanina reakcyjna pozostanie bezbarwna (gdy substrat reakcji jest bezbarwny i nie tworzy osadu w trakcie rozkładu termicznego). Pozytywny wynik próby Tollensa dają m.in.:

• aldehydy,
• α-hydroksyketony,
• cukry redukujące (m.in: glukoza, fruktoza, mannoza, galaktoza, laktoza, maltoza, celobioza).

Podczas reakcji grupa aldehydowa utleniana jest do grupy karboksylowej, jednak z racji na jej alkaliczne środowisko, powstają, nie kwasy, a sole odpowiednich kwasów karboksylowych. Poniżej znajduje się równanie ogólne reakcji w zapisie jonowym: