6. Hợp chất hữucơ có nhóm chức
7.4 Ứng dụng định luật bảo toàn khối lượng để giải nhanh một số bài toán hóa học hữu cơ
Có những bài toán hữu cơ nếu giải theo cách thông thường sẽ xuất hiện những khó khăn như:
+Có quá nhiều khả năng phản ứng, khiến phải chia thành những trường hợp để giải, làm bài toán trở nên dài dòng ( ví dụ phản ứng crackinh butan có thể tạo C4H8 và H2; CH4 và C3H6; C2H6 và C2H4. Hoặc dẫn hỗn hợp C2H2 và H2 qua bột Ni thu được hỗn hợp X có thể gồm C2H6 và H2; C2H6, C2H4 và H2; C2H6 và C2H4…).
+Được một hệ phương trình toán học có quá nhiều ẩn số, khiến việc biện luận trở nên phức tạp, làm bài toán trở nên rườm rà.
Phát biểu định luật : “Khối lượng các chất trước phản ứng phải bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng”.
Đôi khi định luật này còn được phát biểu dưới dạng nguyên lý bảo toàn nguyên tố: “Khối lượng nguyên tố X trước phản ứng phải bằng khối lượng nguyên tố X sau phản ứng”.
Ưu điểm của việc ứng dụng định luật bảo toàn khối lượng là hầu hết không đặt ẩn số mol cho các chất đã dùng ban đầu
Ví dụ:
Tiến hành crackinh , gan n-butan được hỗn hợp X. Dẫn X qua bình nước Brom dư thấy khối lượng bình tăng 16,8g. Khí thoát ra khỏi bình đem đốt cháy hoàn toàn được 23,4g H2O và 35,2 CO2. Tính m và viết các phản ứng xảy ra.
Giải Các phản ứng có thể xảy ra: C4H10 C4H8 +H2 C4H10 C2H4 +C2H6 C4H10 C3H6 +CH4 C4H8 + Br2 C4H8Br2 C2H4+Br2 C2H4Br2 C3H6 + Br2 C3H6Br2 Khí thoát ra có thể gồm CH4; C2H6; H2 và C4H10 dư. Các phản ứng cháy:
CH4 +2O2 CO2 + 2H2O 2H2 + O2 2 H2O
2C2H6 + 7O2 4CO2+ 6H2O 2 C4H10 + 13O2 8CO2 +10H2O
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m = mx = mcác anken +mcác khí thoát ra
nhưng theo nguyên lí bảo toàn nguyên tố thì: mcác khí thóa ra = mC trong CO2 + mH trong H2O 3 23,4 35.2 11 9 12, 2 = + = Vậy m= 16,8+12,2=29 (g).
7.5. Các phản ứng xảy ra khí cho CO2 ( hoặc SO2) tác dụng với dung dịch bazơ.
Đây là vấn đề xảy ra bên vô cơ nhưng lại gặp nhiều trong hữu cơ, vì hầu hết các sản phẩm cháy thu được khi đốt chất hữu cơ đều hấp thụ vào dung dịch bazơ để xác định khối lượng kết tủa, khối lượng tặng hoặc giảm của dung dịch…