Question

1)Un sapun de Ca contine 6,644% Ca. Determinati formula moleculara a sapunului ,scrieformula de structura si denumeste-l.
2)Un detergent de tip alchil sulfonat de sodiu contine 11,76 % sulf. Det formula moleculara a detergentului.

Answer 1

O sa incep cu pr. 2.

Notam formula detergentului de tip alchil sulfonat de sodiu
H3C - (CH2)n - CH2 - SO3-Na+

Formula sa moleculara este deci: C(n + 2)H(2n + 5)SO3Na

Masa molara a acestui tip de detergent este:

M = (n + 2)*12 + (2n + 5)*1 + 1*32 + 3*16 + 1*23 = (14n + 132)(g/mol).

Daca in (14n + 132) g detergent se gasesc 32 g sulf
Atunci in 100 g detergent se gasesc 11,76 g sulf

(14n + 132)*11,76 = 100*32
164,64n + 1552,32 = 3200
164,64n = 1647,68
n = aprox. 10,007774 = aprox. 10

Pentru n = 10 detergentul are formula moleculara C12H25SO3Na.



Trec acum la pr. 1.

Dificultatea fata de problema cu detergentul este ca in cazul sapunurilor nu pot scrie o formula generala. Sapunurile sunt saruri cu diferite metale ale acizilor alifatici monocarboxilici, care au peste 8 atomi de carbon. un radical alifatic(deci care nu este aromatic) poate fi saturat sau nesaturat, deci nu pot scrie o anumita formula pentru radicalul alchil R - . Cel putin eu doar atat am invatat despre aceasta situatie.
 

Notam deci sapunul in cauza: (R - COO)2Ca, adica R2C2O4Ca .
 Radicalul R  - COO -  este monovalent, iar Ca este divalent.

Sa notam cu MR masa molara a radicalului R. Masa molara a sapunului de Ca este:
M = 2MR + 2*12 + 4*16 + 40 = (2MR + 128)(g/mol).

Sa gasim acum MR.

Daca in (2MR + 128) g sapun se gasesc 40 g Ca
Atunci in 100 g sapun se gasesc 6,644 g Ca

6,644*(2MR + 128) = 100*40
13,288MR +  850,432 = 4000
13,288MR = 3149,568
MR = aprox. 237,023479g/mol) = aprox. 237(g/mol).

Asadar radicalul alchil R are masa molara 237 g/mol.

Sa notam radicalul alchil r cu CxHy - , deci masa lui molara se va exprima si cu relatia MR = 12*x + y = (12x + y)(g/mol).

Deci:12x + y = 237        (1)

Observatie: Nu pot nota radicalul cu CxH(2x + 1) - ,cum ar trebui daca radicalul ar fi saturat, deoarece nu am de unde sa stiu daca radicalul R este saturat sau nu. stiu despre el doar ca este  radical alifatic.Atunci prefer sa folosesc formula cea mai generala CxHy si sa dau valori lui x, sa gasesc numarul y de atomi de H corespunzator si sa verific formula.

Trebuie facuta precizarea ca nu are rost sa incep cu valori prntru n mai mici de 9(poate eventual si 8, nu sunt sigur) deoarece acizii mocarboxilici din care provin sapunurile au mai mult de 8 atomi de carbon.

O alta precizare: numarul de atomi de H y nu poat fi mai mare decat (2x + 1), deoarece CxH(2x + 1) -  corespunde unui radical saturat. Ori daca y = (2x + 2 )avem un alcan si nu un radical, iar daca y este mai mare sau egal cu (2x + 3) atunci nu mai este satisfacuta tetracovalenta atomului de carbon.

Daca luam x = 9, sa vedem cat e y inlocuind in relatia (1).
12*9 + y = 237; y = 129 care este mai mare decat (2x + 1) care pentru x = 9 este 19.

Si asa mai departe, dam in continuare valori lui x si vedem daca obtinem ca y sa fie mai mic decat (2x + 1). Eu nu mai scriu tot; tu insa verifica.
....................................................................................................................................................
Ajung la x= 16; y = 237 - 12*16;
y = 45, care inca este mai mare decat (2x + 1) care este 2*16 + 1 = 33.

In continuare iau x = 17
 y = 237 - 12*17;
 y = 33.
2x + 1 = 2*17 + 1 = 35
Constatam ca pentru x = 17 avem y = 33 si (2x  + 1) = 35 care este mai mare decat 17, deci valoarea x = 17 se potriveste cu rezolvarea.

Daca luam in continuare x = 18 obtinem y = 21, cdar radicalul obtinut astfel, C18H21 - are o nesaturare foarte mare(si anume  8, dar asta vei invata la nesaturarea echivalenta) care nu este specifica unui compus alifatic, ci unuia aromatic.



Evident ca gradul de nesaturare creste odata cu cresterea lui x, deci nu are rost sa trecem mai departe de x = 18.

Deci pentru x = 17 si y = 33 avem radicalul R- de forma C17H33 -
Deci formula sapunului este (C17H33 - COO)2Ca , adica oleatul de calciu.

Am afirmat asta deoarece acidul cu formula C17H33 - COOH este acidul oleic, cu formula structurala

H3C - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 - COOH

Sa scriu si formula structurala a sapunului(oleatul de Ca):

(H3C - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 - COO)2Ca

Repet, nu sunt sigur ca e corect. Verifica si tu.