Bài tập phản ứng trung hòa

PHẢN ỨNG CỦA AXIT CACBOXYLIC VỚI KIỀM

- Phương trình tổng quát của phản ứng:

R(COOH)_x + xNaOH → R(COONa)_x + xH₂O

- Nếu axit tham gia phản ứng thuộc loại đơn chức:

RCOOH + NaOH → RCOONa + H₂O

- Khi giải bài tập về phản ứng của axit cacboxylic với kiềm cần lưu ý:

 1. Tỉ lệ số mol NaOH (hoặc KOH): axit có thể được dùng để xác định số nhóm chức trong phân tử axit:

+ Nếu tỉ lệ = 1 thì axit tham gia phản ứng là axit đơn chức.

+ Nếu tỉ lệ = n thì axit tham gia phản ứng là axit n chức.

2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì chất rắn thu được gồm muối và kiềm dư (nếu có):

m_{chất rắn sau phản ứng} = m_muối + m_{kiềm dư}

3. Có thể sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng trong giải toán:

m_muối - m_{axit phản ứng} = 22.n_{NaOH phản ứng}

m_muối - m_{axit phản ứng} = 38.n_{KOH phản ứng}

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Cho 21,2 (g) hỗn hợp 2 axit cacboxylic đơn chức t/d với 200gam dd NaOH 20% . Sau đó cô cạn dd; lấy chất rắn còn lại nung ở nhiệt độ cao có xtác tới khi p/ứ xảy ra hoàn toàn thu được 8,96 lít hỗn hợp khí A gồm 2 khí (đktc) có tỉ lệ thể tích là 1 : 3 
a)Tính khối lượng của hỗn hợp khí A 
b)Xác định CTCT của các axit và viết PT các p/ứ xảy ra trong thí nghiệm trên

Lời giải

  n _khí = 0.4 mol => n _{hh axit} = 0.4 mol

=> m _{hh rắn} = 21.2 + 40 - 0.4 x 18 = 54g 
=>n_Na2CO3 = 0.4x106 = 42.4 
=>m _khí = 54 - 42.4 - m_NaOHdư = 54 - 42.4 - 0.2 . 40 = 3.6g 
=>M_khí = 3.6/0.4 = 9 => hh khí có chứa H₂ 
nếu khí còn lại là CH₄ thì tỉ lệ thể tích của các khí trong A là 1:1 
=> (3 . 2 + 1 . Y)/4 = 9 => Y = 30 => Y là C₂H₆ 
=> 2 axit là HCOOH và C₂H₅COOH 
Các pt 
HCOOH + NaOH → HCOONa + H₂O 
C₂H₅COOH + NaOH → C₂H₅COONa + H₂O 
HCOONa + NaOH → H₂ + Na₂CO₃ 
C₂H₅COOH + NaOH  → C₂H₆ + Na₂CO₃
Ví dụ 2: Trung hòa 3g 1 axit cacboxylic no đơn chức, mạch hở cần dùng 100ml dd NaOH 0,5M. Sau pư, khối lượng muối thu đc là bao nhiêu? 

Lời giải

nNaOH = 0,1.0,5 = 0,05 mol 
Gọi C_xH_yCOOH là công thức của acid carboxylic 
C_xH_yCOOH + NaOH → C_xH_yCOONa + H₂O 
Ta có :

cứ 1 mol NaOH phản ứng thì C_xH_yCOOH

=> C_xH_yCOONa có khối lượng tăng 23 - 1 = 22g 
=> m(tăng) = 0,05.22 = 1,1g 
=> m(muối) = 3 + 1,1 = 4,1g 

Ví dụ 3: Cho 3,6g axit cacboxylic no đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500ml dd gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dd sau pư thu đc 8,28g hỗn hợp chất rắn khan. Tìm CTPT của X.

Lời giải

m_KOH + m_NaOH = 0,5.0,12(56 + 40) = 5,76g 
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : 
m_H2O = 3,6 + 5,76 - 8,28 = 1,08g 
=> n_H2O = 1,08/18 = 0,06 mol 
ta có  n _axit = n_H2O 
=> n_X = 0,06 mol => X = 3,6/0,06 = 60 (CH₃COOH) 

Ví dụ 4: Cho 50 ml dung dịch A (chứa 0,035 mol hỗn hợp một axit cacboxylic đơn chức và muối của nó với một kim loại kiềm) tác dụng với 12 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1,25M. Sau phản ứng, để trung hòa dung dịch cần thêm 3,75 gam dung dịch HCl 14,6%. Sau đó cô cạn dung dịch dịch thì thu được 5,4325 gam muối khan. Nếu đem 50 ml dung dịch A ở trên tác dụng với 20 ml dung dịch NaOH 1M, phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch thì khối lượng chất rắn thu được là bao nhiêu ??
A. 3,43 gam.                                     B. 3,19 gam. 
C. 3,39 gam.                                     D. 2,87 gam.

Lời giải

n _Ba(OH)2 = 0,015 mol
n _HCl = 0,015 mol

n _NaOH = 0,02 mol

2RCOOH + Ba(OH)₂ → (RCOO)₂Ba +2H₂O
Ba(OH)₂ +2HCl → BaCl₂ +2H₂O

=> n _RCOOH = 2 n _Ba(OH)2 – n_HCl =0,015 mol
=> n _RCOOM = 0,035- 0,015 =0,02 mol
m _(RCOO)2Ba +m _RCOOM +m _BaCl2 = 0,0075 . (2R +225)+ m_RCOOM + 0,0075 . 208

                                                 = 5,4325 g

=> m _RCOOM = 2,185 – 0,015 R
cho A tác dụng 0,02 mol NaOH 
n _{NaOH dư} = n _NaOH – n _RCOOH = 0,02 – 0,015= 0,005 mol
RCOOH + NaOH →  RCOONa + H₂O 
Khối lượng chất rắn thu được là 
m = m _RCOOM + m _RCOONa + m_NaOH 
= 2,185 – 0,015 R + 0,015 (R +67) + 0,005x40 = 3,39 g

Cách giải nhanh

n _{HCl thêm vào} = 0,015 => n_{Ba(OH)2 dư} = 0,0075 mol.
n _{Ba(OH)2 tác dụng với axit} = 0,0075 mol 
=> n_axit = 0,015 mol => n_muối = 0,02.
Ta có:
5,4325 = m _BaCl2 + m _{hỗn hợp đầu} + m _{(khối lượng tăng do tác dụng với Ba(OH)2 tạo muối).}

<=> 0,0075 . 208 + m _{hỗn hợp đầu} + 0,0075.(137-2) = 5,4325.
=> m _{hỗn hợp đầu} = 2,86 g.
Khi tác dụng với NaOH thì khối lượng chất rắn thu được gồm NaOH dư và khối lượng muối.

Áp dụng tăng giảm khối lượng => m _rắn = 2,86 + 0,015.22 + 0,005.40 = 3,39 g.

Ví dụ 5: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500ml dd gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dd thu được 8,28 gam hh chất rắn khan. CTPT củaX là
A. C2H5COOH.                               B. CH3COOH.

C. HCOOH.                                      D. C3H7COOH.

Lời giải 

Bảo toàn khối lượng: m_Nước=m_axit + m_kiềm - m_hhrắn = 1.08(g)

=> n_Nước = n_axit = 1.08:18=0.06(mol)

=>M_{axi t}= 60
=> axit là CH₃COOH. Chọn B

Ví dụ 6: Trung hoà 8,2 gam hh gồm axit fomic và một axit đơn chức X cần 100 ml dd NaOH 1,5M. Nếu cho 8,2 gam hh trên tác dụng với một lượng dư dd AgNO₃ trong NH₃, đun nóng thì thu được 21,6 gam Ag. Tên gọi của X là:
A. axit acrylic.                                  B.axit propanoic. 
C. axit etanoic.                                  D.axit metacrylic.

Lời giải

n_{axit fomic}=0.5 . n_Ag= 0.5 . (21.6 :108) =0.1(mol)

=>m_{axit X} = 8.2 - 0.1 . 46=3.6(g)
Tổng số mol axit= số mol NaOH phản ứng = 0.1 . 1.5=0.15(mol)

=> n_X=0.15 - 0.1=0.05 (mol)
Vậy M_X = 3.6 : 0.05 = 72

=>X là axit acrylic. Chọn A