Phương pháp giải bài tập hỗn hợp este và các hợp chất khác

BÀI TOÁN HỖN HỢP ESTE VÀ CÁC CHẤT HỮU CƠ KHÁC

( ancol, axit cacboxylic, ...)

Khi đầu bài cho 2 chức hữu cơ khi tác dụng với NaOH hoặc KOH mà tạo ra:

+        2 muối và 1 ancol thì có khả năng 2 chất hữu cơ đó là

-          RCOOR’ và R’’COOR’ có n_NaOH = n_R’OH

-          Hoặc: RCOOR’ và R’’COOH có n_NaOH > n_R’OH

+        1 muối và 1 ancol có những khả năng sau

-          RCOOR’ và ROH

-          Hoặc: RCOOR’ và RCOOH

-          Hoặc: RCOOH và R’OH

+        1 muối và 2 ancol thì có những khả năng sau

-          RCOOR’ và RCOOR’’

-          Hoặc: RCOOR’ và R’’OH

     * Đặc biệt chú ý: Nếu đề nói chất hữu cơ đó chỉ có chức este thì không sao, nhưng nếu nói có chức este thì chúng ta cần chú ý ngoài chức este trong phân tử có thể có thêm chức axit hoặc ancol!

 Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm ba chất hữu cơ X, Y, Z đơn chức đồng phân của nhau, đều tác dụng được với NaOH. Đun nóng 13,875 gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ thu được 15,375 gam hỗn hợp muối và hỗn hợp ancol có tỉ khối hơi so với H₂ bằng 20,67. Ở 136,5⁰C, 1 atm thể tích hơi của 4,625 gam X bằng 2,1 lít. Phần trăm khối lượng của X, Y, Z (theo thứ tự KLPT gốc axit tăng dần) lần lượt là:

A.  40%; 40%; 20%    B. 40%; 20%; 40%     

C. 25%; 50%; 25%      D. 20%; 40%; 40%

Bài giải

Ví dụ 2:  Hỗn hợp X có khối lượng m(g) chứa một axit đơn chức no Y và một rượu đơn chức no Z cùng số nguyên tử cacbon với Y. Chia hh X thành 3 phần bằng nhau.

Phần 1: Cho tác dụng với Na dư thu được 2,8 lít H₂ (đktc)

Phần 2: Đem đốt cháy hoàn toàn được 22g CO₂ và 10,8g H₂O

1. XĐ CTPT của Y và Z.
2. Tìm m
3. Đun nóng phần 3 với H₂SO₄ đặc thu được 7,04g este. Tính hiệu suất phản ứng este hoá.

Bài giải

n_CO2 = 0,5 ;  n_H2O = 0,6

Do axit và ancol đơn chức nên :  n_X = 2n_H2 = 0,25 

=> số nguyên tử C :  = n_CO2/n_hh = 0,5/0,25 = 2

1. CH₃COOH và C₂H₅OH
2. Có : n_rượu = n_H2O – n_CO2 = 0,1 (do axit no thì n_CO2 = n_H2O)

=> n_axit = 0,15   => m = 13,6g

1. H = 80%

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm 2 chất A, B mạch hở, đều chứa các nguyên tố C, H, O và đều không tác dụng Na. Cho 10,7g hh X tác dụng vừa đủ NaOH rồi cô cạn sản phẩm thu được phần rắn gồm 2 muối natri của 2 axít đơn chức no đồng đẳng liên tiếp và phần hơi bay ra chỉ có một rượu E duy nhất. Cho E tác dụng với Na dư thu được 1,12lít H2 (đktc). Oxi hoá E bằng CuO đun nóng và cho sản phẩm có thể tham gia phản ứng tráng gương.

1. Tìm CTCT của E biết d_E/KK = 2
2. Tìm CTCT A, B biết MA < MB

Bài giải

a. M_E = 58   => E: C₃H₆O  : CH₂=CH-CH₂OH  (rượu allylic)

b. Theo bài ra A, B là 2 este đơn chức, đồng đẳng liên tiếp:  COOC₃H₅

n_X = n_rượu = 2n_H2 = 0,1    => M_X = 107     =>  = 22

A: CH₃COOCH₂-CH=CH₂

B: C₂H₅COOCH₂-CH=CH₂

Ví dụ 4:  Hỗn hợp A gồm 2 chất hữu cơ X, Y đều no, đơn chức và tác dụng với NaOH (M_X > M_Y). Tỉ khối hơi của A so với H₂ là 35,6. Cho A td hoàn toàn với dd NaOH thấy hết 4g NaOH, thu được 1 rượu đơn chức và hh 2 muối của 2 axit đơn chức. Cho toàn bộ lượng rượu thu được td với Na dư được 672 ml H₂ (đktc). Tìm CTPT X, Y.

Bài giải

n_A = n_NaOH = 0,1  ; n_rượu = 2n_H2 = 0,06

Ta thấy X, Y đơn chức mà nrượu < nNaOH nên hh A gồm: X là axit (C_xH_2xO₂) và Y là este (C_yH_2yO₂)

n_Y = n_rượu = 0,06    => n_X = 0,1 – 0,06 = 0,04

ð  m_A = 71,2. 0,1 = 7,12 = (14x + 32)0,04 + (14y + 32)0,06

ð  0,56x + 0,84y = 3,92    

Với x>y  2   => x = 4, y = 2

CTPT: C₄H₈O₂ và C₂H₄O₂

Ví dụ 5:  Hỗn hợp X gồm 1 ancol no, đơn chức và 1 axit no, đơn chức mạch hở. Chia X thành 2 phần bằng nhau.

- Đốt cháy hoàn toàn phần 1 sản phẩm thu được cho qua bình nước vôi trong dư thấy có 30g kết tủa.

- Phần 2 được este hoá hoàn toàn vừa đủ thu được 1 este, đốt cháy este này thu được khối lượng H₂O là:

A. 1,8g                               B. 3,6g                             C. 5,4g                          D. 7,2g

Bài giải

Suy luận: Ta thấy số C trong este bằng tổng C trong axit và ancol => Khí đốt este và hh (axit, ancol) thì thu được CO2 như nhau.

Mặt khác đốt este no, đơn chức có n_H2O = n_CO2 = 0,3

Chi tiết:

C_nH_2n+1OH  nCO₂

C_mH2_m+1COOH (m+1)CO₂

C_mH_2m+1COOC_nH_2n+1(n+m+1) H₂O

phản ứng vừa đủ => n_ax = n_ancol = x    => n_CO2 = (n+m+1)x = 0,3

Đốt este: n_H2O = (n+m+1)x = 0,3   => C

Ví dụ 6:  Hỗn hợp A gồm axit axetic và etanol. Chia A thành ba phần bằng nhau.

    + Phần 1 tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí thoát ra.

    + Phần 2 tác dụng với Na₂CO₃ dư thấy có 1,12 lít khí CO₂ thoát ra. Các thể tích khí đo ở đktc.

    + Phần 3 được thêm vào vài giọt dung dịch H₂SO₄, sau đó đun sôi hỗn hợp một thời gian. Biết hiệu suất của phản ứng este hoá bằng 60%. Khối lượng este tạo thành là bao nhiêu?

A. 8,80 gam    B. 5,20 gam     C. 10,56 gam   D. 5,28 gam

Bài giải