Cho hỗn hợp E chứa các chất hữu cơ mạch hở X, Y, Z, T trong đó X, Y là hai axit cacboxylic đều đơn chức (MX < MY); Z là ancol no, ba chức; T là este thuần chức tạo bởi X, Y, Z. Đốt cháy hoàn toàn 61,56 gam E cần dùng 2,68 mol O2, thu được 36 gam H2O. Mặt khác, hidro hóa hoàn toàn 61,56 gam E (xúc tác Ni, đun nóng) cần dùng 0,23 mol H2, thu được hỗn hợp F. Cho F phản ứng vừa đủ với 700 ml dung dịch NaOH 1M (đun nóng), cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 60,62 gam muối khan. Xác định công thức cấu tạo của T. Tính khối lượng của X trong E.
Câu trả lời tốt nhất
Quy đổi 60,62 gam muối khan thành HCOONa (0,7), CH2 (0,93)
Quy đổi E thành HCOOH (0,7), CH2 (0,93), H2 (-0,23), C3H5(OH)3 (a), CH2 (b), H2O (c)
mE = 0,7.46 + 0,93.14 – 0,23.2 + 92a + 14b + 18c = 61,56
nO2 = 0,7.0,5 + 0,93.1,5 – 0,23.0,5 + 3,5a + 1,5b = 2,68
nH2O = 0,7 + 0,93 – 0,23 + 4a + b + c = 2
—> a = 0,3; b = 0; c = -0,6
Cách 1:
nT = -c/3 = 0,2
E gồm axit (tổng 0,1), este (0,2), C3H5(OH)3 (0,1)
Tỉ lệ phản ứng Axit + kH2; Este + gH2
—> nH2 = 0,1k + 0,2g = 0,23 trong đó g nguyên và g ≥ 1 —> k = 0,3 và g = 1 là nghiệm duy nhất.
—> E gồm ACOOH (0,07), BCOOH (0,03), (ACOO)2(BCOO)C3H5 (0,2), C3H5(OH)3 (0,1), trong đó A là gốc no, B có 1C=C và u, v là số C tương ứng của hai gốc A, B
nCH2 = 0,47u + 0,23v = 0,93 —> u = 1 và v = 2 là nghiệm duy nhất.
—> E gồm X là CH3COOH (0,07), Y là CH2=CH-COOH (0,03), T là (CH3COO)2(CH2=CH-COO)C3H5 (0,2), Z là C3H5(OH)3 (0,1)
—> mCH3COOH = 0,07.60 = 4,2 gam
Cách 2:
nT = -c/3 = 0,2 —> Các muối đều có số mol lớn hơn 0,2
nH2 = 0,23 —> Chỉ có 1 muối có 1C=C (gọi là RCOONa), muối kia no (gọi là R’COONa) với r và r’ là số C tương ứng của hai gốc R, R’.
—> 0,23r + (0,7 – 0,23)r’ = 0,93 —> r = 2; r’ = 1 là nghiệm duy nhất.
—> E gồm T là (CH3COO)2(CH2=CH-COO)C3H5 (0,2), X là CH3COOH (0,07), Y là CH2=CH-COOH (0,03), Z là C3H5(OH)3 (0,1)
—> mCH3COOH = 0,07.60 = 4,2 gam
Muối đơn chức → n muối = nNaOH = 0,7 (mol)
→ M = 60,62/0,7 = 86,6
→ Muối gồm CH3COONa (x) và C2H5COONa (y)
Có: x + y = 0,7 và 82x + 96y = 60,62
→ x = 0,47; y = 0,23
BTKL: 61,56 + 32.2,68 = 36 + 44nCO2
→ nCO2 = 2,53 (mol)
BT (C): nC3H5(OH)3 = (2,53 – 2x – 3y)/3 = 0,3 (mol)
Quy đổi F thành CH3COOH (0,47), C2H5COOH (0,23), C3H5(OH)3 (0,3) và H2O
Từ: mF = 61,56 + 2.0,23 = 62,02 (g)
→ nH2O(F) = -0,6 (mol)
→ F gồm:
X: CH3COOH: 0,07
Y: C2H5COOH: 0,03
Z: C3H5(OH)3: 0,1
T: (CH3COO)2(C2H5COO)C3H5: 0,2
Với: nX(E) = nX(F) = 0,07
→ mX(E) = 4,2 (g)