Kpl.4.1

4.1
a) Hapettuminen
b) Pelkistyminen
c) Pelkistyminen
d) Pelkistyminen
e) Hapettuminen

4.2
A-4 Pelkistyminen
B-1 Hapettuminen
C-2 Hapettuminen
D-3 Pelkistyminen

4.3
a)

Metanaali ja metaanihappo
b)

1-Propanoli
c)

2-Probanoni
d)

3-pentanoli
e)

Butanaali ja 1-butanoli

4.4
a)

4.5

A: 2-metyylibutanaali

B: 2-metyyli-1-butanoli
C: 2-metyylibutaanihappo

Yhdisteen D muodostumisreaktio on neutraloitumisreaktio

4.6
m-%(C) = 68,4 %
m-%(H) = 11,4 %
m-%(O) = 20,2 %
Ratkaistaan ensin yhdisteen X suhde- eli empiirinen kaava olettaen, että yhdistettä on 100 grammaa.

Tämä massa sisältää massaprosenttisen koostumuksen perusteella eri alkuaineita seuraavasti:
m(C) = 68,4 g
m(H) = 11,4 g
m(O) = 20,2 g

Ratkaistaan alkuaineatomien ainemäärä:
$n\left(C\right)=\frac{m\left(C\right)}{M\left(C\right)}=\frac{68{,}4g}{12{,}01\frac{g}{mol}}=5{,}6953mol$
$n\left(H\right)=\frac{m\left(H\right)}{M\left(H\right)}=\frac{11{,}4g}{1{,}008\frac{g}{mol}}=11{,}310mol$
$n\left(O\right)=\frac{m\left(O\right)}{M\left(O\right)}=\frac{20{,}2g}{16{,}00\frac{g}{mol}}=1{,}2625mol$
Jaetaan kukin ainemäärä pienimmällä (hapen) ainemäärällä, jolloin ainemäärien suhteeksi saadaan
n(C) : n(H) : n(O) = 4,50 : 8,96: 1.

Tästä saadaan pienimpien kokonaislukujen suhteeksi 9:18:2 kertomalla kukin luku kahdella.

Yhdisteen X suhdekaava on siten (C₉H₁₈O₂)x.

Lasketaan x:n arvo lausekkeesta x ∙ (9 ∙ 12,01 + 18 ∙ 1,008 + 2 ∙ 16,00) = 158, josta 158,23 x = 158 => x = 1.
Yhdisteen X molekyylikaava on siten C₉H₁₈O₂.

Koska yhdisteessä on kaksi happiatomia, kyseessä voi olla karboksyylihappo tai esteri. Tiedetään, että yhdiste pelkistyy, jolloin syntyy yhdistettä Y, jossa IR-tutkimuksen mukaan on alkoholeille tyypillinen hydroksyyliryhmä. Eli pelkistymisreaktiossa on muodostunut alkoholia. X:n tulee siten olla karboksyylihappo, joka pelkistyy primääriseksi alkoholiksi.

Yhdisteen X rakennekaava on

Yhdisteen Y rakennekaava on