buổi sinh hoạt Chuyên đề 21 tính chất, điều chế axit và este Công thức phân tử tổng quát của axit và este đa chức no, mạch hở. C n H 2n + 2 2k O 2k với k: nhóm chức COOH hay C O H và n, k thuộc N * = 1, 2, 3 O Hỗn hợp: C . n H 2 n + 2 - 2 k O 2 k với n , k > 1. k = 1: > este và axit đều đơn chức no có công thức phân tử là: C n H 2n O 2 với axit thì n 1 và este thì n 2. Hỗn hợp: C . n H 2 n O 2 với axit thì n > 1 và este thì n > 2. - Nếu một trong hai gốc rợu hoặc axit là đơn chức thì este mạch hở. Nếu rợu và axit đều đa chức thì este mạch vòng. - Axit và este đều tác dụng với dung dịch kiềm gọi chung là phản ứng xà phòng hoá, đều tạo ra muối kiềm của axit hữu cơ. RCOOH RCOOM + H 2 O R C O R / + MOH > RCOOM + R / OH O - Este có phản ứng thuỷ phân trong môi trờng axit H 2 SO 4 tạo ra rợu và axit. - Phản ứng cháy của axit và este đơn chức no đều tạo ra CO 2 và H 2 O có số mol bằng nhau. - Tổng quát, một chất có công thức phân tử là C n H 2n O x và mạch hở thì C n H 2n O x có một nối trong công thức cấu tạo và khi cháy tạo ra CO 2 và H 2 O có số mol bằng nhau. Bài toán áp dụng: Bài 1: Đốt cháy 3(g) một hợp chất hữu A cơ trong không khí thu đợc 4,4g CO 2 và 1,8g H 2 O. a. Xác định CTPT của hợp chất hữu cơ A. Biết rằng tỷ khối của A so với H 2 là 30. Viết CTCT có thể có của A. b. Nếu đem toàn bộ lợng khí CO 2 ở trên tác dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thì thu đợc muối gì? Tính khối lợng của mỗi muối. Hớng dẫn; a.Vì đốt cháy hợp chất hữu cơ A thu đợc CO 2 và H 2 O nên chắc chắn trong A phải chứa hai nguyên tố là C và H có thể có O. Số mol sản phẩm. moln CO 1,0 44 4,4 2 == => molnn COC 1,0 2 == => gm C 2,112.1,0 == gmmolnnmoln HOHHOH 2,01.2,02,021,0 18 8,1 22 ===>===>== Ta có: gmgmm AHC 6)(6,22,04,2 =<=+=+ Do đó trong A phải chứa nguyên tố O )(6,1)2,02,1(3)( gmmmm HCAO =+=+= )(1,0 16 6,1 moln O == Tỉ lệ : 1:2:11,0:2,0:1,0:: == OHC nnn Công thức đơn giản nhất của A là CH 2 O. Đặt công thức tổng quát của A là ( CH 2 O) n có m A =30n Theo công thức d A/ 2 H = 30.2 = 60 =>30n = 60 => n = 2. Vậy công thức phân tử của A là C 2 H 4 O 2 . b. moln NaOH 15,05,1.1,0 == . Phơng trình phản ứng: CO 2 + NaOH NaHCO 3 Trớc phản ứng: 0,1 0,15 Phản ứng: 0,1 0,1 Sau phản ứng : 0 0,05 0,1 Tiếp tục có phản ứng: NaHCO 3 + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O Trớc phản ứng: 0,1 0,05 0,05 0,05 Sau phản ứng 0,05 0 0,05 Ta thu đợc 2 muối: NaHCO 3 và Na 2 CO 3 có khối lợng là: gm gm CONa NaHCO 3,5106.05,0 2,484.05,0 32 3 == == Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lít khí Ôxi (ĐKTC), thu đợc khí CO 2 và hơi nớc với thể tích bằng nhau. a) Xác định công thức phân tử của Y, biết rằng khối lợng phân tử của Y là 88 đvc. b) Cho 4,4gam Y tác dụng hoàn toàn với một lợng vừa đủ dung dịch NaOH sau đó làm bay hơi hổn hợp thu đợc m 1 gam hơi của một rợu đơn chức và m 2 gam muối của một A xit hữu cơ đơn chức. Số nguyên tử các bon ở trong rợu và A xít thu đợc bằng nhau. Hãy xác định công thức cấu tạo và tên gọi của Y. Tính lợng m 1 và m 2 Hớng dẫn: a/ Gọi công thức phân tử của chất Y là CxHyOz. Phản ứng đốt cháy Y: CxHyOz + (x+ 4 y - 2 z )O 2 0t xCO 2 + 2 y H 2 O. (1) (0.05mol) 0.25mol 0.05x 0.05 2 y Tính n Y = mol5.0 88 4.4 = ; n O2 = )(25.0 4.22 6.5 mol= n CO2 =0.05x ; n H2O =0.05 2 y Vì thể tích CO 2 bằng thể tích hơi nớc, do đó ta có: 0.05x = 0.05 2 y y=2x (2) n O2 =(x+ 4 y - 2 z )0.05=0.25 (3) Thay (2) vào (3) ta có: 3x -z=10 (4) Khối lợng phân tử của Y=12x+y+16z =88 (5) Từ các phơng trình (2,3,4,5) ta có: x = 4 ; y = 8; z = 2 Vậy công thức phân tử của Y là: C 4 H 8 O 2 b/ Phản ứng với NaOH Vì Y(C 4 H 8 O 2 ) + NaOH Rợu (m 1 gam) + muối(m 2 gam) nên Y phải là một este vì số nguyên tử cacbon trong rợu =số nguyên tử các bon trong axit = 2 4 = 2 nguyên tử C Do đó công thức của rợu là C 2 H 5 OH với m 1 = 0.05 ì 46 = 23g Công thức axít là CH 3 COOH Với m 2 = 0.05 ì 82 =4.1g CH 3 COONa Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất A, thu đợc 2,24 lít CO 2 (ở đktc) và 1,8g nớc. Tỷ khối hơi của A so với Mêtan là 3,75. Tìm công thức cấu tạo của A biết A tác dụng đợc với NaOH. Hớng dẫn: Ta có. mol1,0 4,22 24,2 n 2 CO == m C = 1,2g g2,0mmol1,0 18 8,1 n HOH 2 === m O = 3 - (1,2 + 0,2) = 1,6g Đặt công tác của A là: C x H y O 2 , theo bài ra ta có: M A = 3,75 . 16 = 60 (g) Ta có: 3 60 6,1 162 2,0 y 2,1 y12 === Giải ra ta đợc: x = 2, y = 4, z = 2 CTTQ của A là: C 2 H 4 O 2 A Có các CTCT: CH 3 COOH và HCOOC 2 H 5 Vì A phản ứng đợc với NaOH nên A có thể là CH 3 COOH và HCOOC 2 H 5 (axit axetic) * CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O * HCOOCH 3 + NaOH HCOONa + CH 3 OH . buổi sinh hoạt Chuyên đề 21 tính chất, điều chế axit và este Công thức phân tử tổng quát của axit và este. chức thì este mạch hở. Nếu rợu và axit đều đa chức thì este mạch vòng. - Axit và este đều tác dụng với dung dịch kiềm gọi chung là phản ứng xà phòng hoá, đều tạo ra muối kiềm của axit hữu cơ. RCOOH. 3 O Hỗn hợp: C . n H 2 n + 2 - 2 k O 2 k với n , k > 1. k = 1: > este và axit đều đơn chức no có công thức phân tử là: C n H 2n O 2 với axit thì n 1 và este thì n 2. Hỗn