Hỗn hợp E gồm X, Y là hai axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, có cùng số mol và Z là ancol ba chức no, mạch hở, có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 5. Đun 5 mol hỗn hợp E với xúc tác H2SO4 đặc thu được 3,5 mol hỗn hợp F gồm X, Y, Z và các sản phẩm hữu cơ chỉ chứa nhóm chức este. Giả sử chỉ xảy ra phản ứng este hóa với hiệu suất 50% được tính theo hai axit X và Y. Tiến hành các thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Cho a mol F tác dụng với Na dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được 0,6 mol khí H2.
Thí nghiệm 2: Đốt cháy hoàn toàn (a + 0,35) mol F cần vừa đủ 5,925 mol khí O2 thu được CO2 và H2O. Phần trăm khối lượng của các este trong F gần nhất với
A. 12%. B. 52%. C. 43%. D. 35%.
Câu trả lời tốt nhất
nH2O = nE – nF = 1,5
—> nCxH2xO2 = 1,5/50% = 3 và nCyH2y+2O3 = 5 – 3 = 2
-COOH + -OH —> -COO- + H2O
—> nH linh động giảm = nH2O = 1,5
Nếu cho 3,5 mol F tác dụng với Na thì thu được nH = 3 + 2.3 – 1,5 – 1,5 = 6
Cho a mol F tác dụng với Na thu được nH = 0,6.2 = 1,2
—> a = 1,2.3,5/6 = 0,7
Đốt a + 0,35 = 1,05 mol F cần nO2 = 5,925
—> Đốt 3,5 mol F cần nO2 = 19,75
Đốt 5 mol E tốn O2 giống như đốt 3,5 mol F nên:
nO2 = 3(1,5x – 1) + 2(1,5y – 1) = 19,75
—> 3x + 2y = 16,5
nX = nY nên x lấy các giá trị 1,5 – 2,5 – 3,5….
Mặt khác 3 ≤ y < 5 nên x = 3,5; y = 3 là nghiệm duy nhất.
mF = mE – mH2O = 3(14x + 32) + 2(14y + 50) – 1,5.18 = 400
Este dạng (CxH2x-1O2)3C3H5 (1,5/3 = 0,5 mol)
—> %Este = 0,5(42x + 134)/400 = 35,125%