C. HCOOH và HCOOC2H5 D HCOOH và HCOOC3H7.
4.2. Kết hợp cách 3 với sơ đồ chéo:
Do hỗn hợp X gồm axit cacboxylic và este đều no, đơn chức, mạch hở nên khi đốt cháy X cho ta số mol H2O bằng số mol CO2.
Do số mol ancol là 0,015 nên ta gọi số nguyên tử C trong este là n1 số nguyên tử C trong axit là n2 (n1 > n2) nên áp dụng sơ đồ chéo ta có:
Vậy CT axit là CH3COOH CT este là CH3COOC2H5.
Ví dụ 11: Xenlulozơ tác dụng với (CH3CO)2O (xúc tác H2SO4 đặc) tạo ra 9,84g este axetat và 4,8g CH3COOH. Xác định CTPT của este axetat:
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong bài Tinh bột – Xenlulozo hóa học 12.
Lời giải:
Cách 1: Phương pháp đại số
Đặt cơng thức phân tử của este đó là [C6H7O2(OOCCH3)x(OH)3-x]n. Phản ứng tạo este:
[C6H7O2(OH)3]n+ nx(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)x(OH)3-x]n+ nxCH3COOH Theo phản ứng ta có:
Vậy cơng thức este là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n.
Cách 2: Phương pháp thử nghiệm
Có 3 công thức thỏa mãn của este xenlulozơ axetat: [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n, [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n và [C6H7O2(OOCCH3)3]n.
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n + nCH3COOH
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + 2n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n + 2nCH3COOH
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)3]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nCH3COOH
Cách 3: Phương pháp bảo toàn khối lượng
Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có:
Vậy cơng thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Cách 4: Phương pháp tăng giảm khối lượng
Ta có cứ 1 mol (CH3CO)2O phản ứng thì khối lượng tăng 59 – 17 = 42 gam Vậy 0,08 mol (CH3CO)2O phản ứng khối lượng tăng là: 0,08.42 = 3,36 gam
Vậy công thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Cách 5: Phương pháp số học
Giả sử chỉ có 1 nhóm OH bị thế:
Như vậy khối lượng tăng so với thực tế là 14,72 – 9,84 = 4,88gam
Mặt khác, nếu dùng 1 mol axit phản ứng thì cứ thế thêm x nhóm OH thì khối lượng este thu được sẽ giảm đi một lượng:
Vậy có thêm 1 nhóm OH được thế so với phép giả sử
Do đó thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Ví dụ 12: Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có cùng cơng thức phân tử C2H7NO2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH và đun nóng, thu được dung dịch Y và 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm). Tỉ khối hơi của Z đối với H2 bằng 13,75. Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối khan là