حل سوال ۱۶ المپیاد شیمی ۱۴۰۰ مرحله اول – دکتر مهدی نباتی

تحلیل و پاسخ تشریحی سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۰ مرحله اول

دکتر مهدی نباتی – استاد برتر شیمی کنکور و المپیاد ایران

تدریس خصوصی شیمی در ولنجک تهران تدریس خصوصی شیمی کنکور در ولنجک تهران تدریس خصوصی المپیاد شیمی در ولنجک تهران تدریس شیمی در ولنجک تهران

سوال ۱۶ المپیاد شیمی ۱۴۰۰

نمک نقره ی یک کربوکسیلیک اسید دارای ۵۴٫۸ درصد جرمی نقره است. این کربوکسیلیک اسید حاوی ۴۰ درصد کربن و ۶٫۶۷ درصد هیدروژن می باشد. برای اینکربوکسیلیک اسید چه تعداد ساختار مختلف می توان در نظر گرفت؟ (گروه عاملی کربوکسیلیک اسیدها COOH است. فقط ایزومری ساختاری را در نظر بگیرید.)

(C=12 و Ag=108 و O=16 و H=1)

الف: ۳

ب: ۲

ج: ۱

د: ۴

 

پاسخ:

قبل از حل سوال، نیاز هست که یک نکته ای راجع به این سوال بگویم و آن هم اینکه صورت سوال، ناقص است. باید گفته می شد که فقط ترکیبات زنجیره ای آلکنی (دارای پیوند یگانه) در نظر گرفته شود. یعنی ساختارهای دارای پیوند سه گانه یا ترکیبات حلقوی آروماتیک یا آلیفاتیک در نظر گرفته نشود.

حالا برسیم به حل سوال:

با توجه به اینکه هر گروه کربوکسیلیک اسید دارای یک هیدروژن اسیدی و دو اتم اکسیژن می باشد، بنابراین در نمک آن، به ازای هر دو اتم اکسیژن یک اتم نقره وجود خواهد داشت. بنابراین ساختار مجهول کربوکسیلیک اسید و نمک آن به صورت زیر خواهد بود:

C_xH_yO_2z

C_xH_y-zO_2zAg_z

 

رابطه اول: رایطه درصد جرمی برای نقره در ترکیب نمک:

۱۰۸z/(12x+y-z+32z) = 54.8/100

⇓

۱۰۸z/(12x+y+31z) = 54.8/100

 

رابطه دوم: رایطه درصد جرمی برای کربن در ترکیب اسید:

۱۲x/(12x+y+32z) = 40/100

 

رابطه سوم: رایطه درصد جرمی برای هیدروژن در ترکیب اسید:

y/(12x+y+32z) = 6.67/100

 

رابطه چهارم: از رابطه های اول و دوم خواهیم داشت:

x = 6.6z

⇓

x ≅ ۷z

 

رابطه پنجم: از رابطه های سوم و چهارم خواهیم داشت:

y = 7.95z

⇓

x ≅ ۸z

 

فرمول مولکولی: از رابطه های چهارم و پنجم خواهیم داشت:

C₇H₈O₂

 

درجه اشباع شدگی ساختار مولکولی: از فرمول DBE خواهیم داشت:

DBE = n_C + 1 – [(n_H+n_X-n_N)/2]

⇓

DBE = 7 + 1 – [(8+0-0)/2]

⇓

DBE = 4

 

یعنی ساختار مولکولی بایستی دارای ۴ پیوند دوگانه باشد. بنابراین سه ایزومر ساختاری زیر را با فرض زنجیره ای و غیر حلقوی بودن مولکول ها خواهیم داشت:

CH₂=CH-CH=CH-CH=CH-COOH

CH₂=CH-CH=CH-C(COOH)=CH₂

CH₂=CH-CH=C(COOH)-CH=CH₂

 

گزینه صحیح:

با توجه به محاسبات انجام شده، گزینه الف پاسخ صحیح سوال ۱۶ آزمون مرحله اول المپیاد شیمی ۱۴۰۰ می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

استاد برند شیمی کنکور و المپیاد ایران

تدریس خصوصی شیمی المپیاد ۱۴۰۱ – ۱۴۰۲ در تهران زعفرانیه قیطریه محمودیه کامرانیه ولنجک نیاوران فرشته فرمانیه الهیه آجودانیه مینی سیتی اقدسیه تجریش سوهانک ازگل اوین دارآباد دربند کاشانک باغ فردوس جعفرآباد تهران

تدریس خصوصی شیمی هفتم در ولنجک تهران تدریس خصوصی شیمی هشتم در ولنجک تهران تدریس خصوصی شیمی نهم در ولنجک تهران تدریس خصوصی شیمی دهم در ولنجک تهران تدریس خصوصی شیمی یازدهم در ولنجک تهران تدریس خصوصی شیمی دوازدهم در ولنجک تهران مدرس خصوصی شیمی در ولنجک تهران مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۲

تدریس خصوصی آنلاین و حضوری شیمی کنکور و المپیاد شیمی

معلم خصوصی شیمی در ولنجک تهران دبیر خصوصی شیمی در ولنجک تهران کلاس خصوصی شیمی در ولنجک تهران آموزش خصوصی شیمی در ولنجک تهران