(Originais Teachy 2023) - Frage Einfach von Chemie

In einem Labor führt ein Chemiestudent Experimente mit wässrigen Lösungen durch und möchte das Gleichgewicht der Ausfällung eines schwer löslichen Salzes, des Bariumsulfats (BaSO4), untersuchen. Der Student erhält die Information, dass das Kps (Löslichkeitsprodukt) von BaSO4 bei 25 °C 1,1 x 10⁻¹⁰ beträgt. Zu diesem Zweck beschließt er, eine Lösung von Bariumnitrat (Ba(NO₃)₂) mit einer Lösung von Natriumsulfat (Na₂SO₄) zu mischen. Da sein ursprüngliches Ziel darin besteht, eine Menge von 30g BaSO4 zu erzeugen, ist der Student unsicher, wie er vorgehen soll, um dieses Ziel zu erreichen. (a) Helfen Sie dem Studenten, die Konzentration in mol/L von Ba²⁺ und SO₄²⁻ zu berechnen, die erforderlich sind, um im Gleichgewicht 30g BaSO4 zu erreichen, wobei das angegebene Kps berücksichtigt wird. (b) Unabhängig von den im Punkt (a) angestellten Überlegungen macht sich der Student Sorgen über den Effekt des gemeinsamen Ions, nachdem er festgestellt hat, dass es einen Überschuss an Na₂SO₄ in seinem Lösungsglas gibt. Helfen Sie ihm, die maximale Konzentration von SO₄²⁻ in der Lösung zu bestimmen, die die Bildung von BaSO4 noch ermöglicht, wiederum unter Berücksichtigung des angegebenen Kps. (c) Diskutieren Sie basierend auf den erhaltenen Ergebnissen, welche die beste Strategie zur Mischung der Lösungen ist, um die benötigte Menge zu schätzen, um 30g BaSO4 zu erhalten.

Identifizieren und beschreiben Sie die Schritte der Synthesereaktion eines Esters aus einem Acylhalogenid und einem Alkohol, einschließlich der Funktion der Reaktanten und Katalysatoren, und wie die Bildung des tetraedrischen Intermediats zur Bildung des Endprodukts führt. Diskutieren Sie auch die industriellen Anwendungen von Estern und wie ihre Eigenschaften zu diesen Anwendungen beitragen, indem Sie das Wissen über organische Funktionen mit Aspekten der angewandten Chemie integrieren.

Während eines Besuchs in einer Fabrik für Düfte und Essenzen lernen Sie, dass Ester organische Verbindungen sind, die für das Aroma vieler Produkte verantwortlich sind. Die Nomenklatur der Ester folgt einer Regel, die den Namen des Anions der Carbonsäure mit dem Namen der an die Carboxylgruppe gebundenen Alkylgruppe kombiniert. Unter Berücksichtigung dieser Information: a) Schreiben Sie die allgemeine Formel der Ester und identifizieren Sie die Teile, die dem Namen des Anions der Carbonsäure und der Alkylgruppe entsprechen; b) Erklären Sie, wie die Nomenklatur der Ester anhand eines spezifischen Beispiels durchgeführt wird (Molekularformel und der entsprechende Name); c) Zeichnen Sie die Strukturformel des Esters Methylpropanoat und geben Sie die Carbonsäure und den Alkohol an, aus denen er gebildet wurde.