Cho X, Y (MX < MY ) là 2 cacboxylic kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit oxalic; Z, T là 2 este (MT – MZ = 14); Y và Z là đồng phân của nhau. Đốt cháy hoàn toàn 5,76 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T cần vừa đủ 3,584 lít O2 (đktc). Mặt khác, cho 5,76 gam E tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch NaOH 1M thu được 1,4 gam hỗn hợp 3 ancol có số mol bằng nhau. Số mol của X trong 5,76 gam E là
A. 0,01
B. 0,02
C. 0,03
D. 0,04
Đáp án B
5,76 gam E phản ứng vừa đủ 0,1 mol NaOH ® nCOO trong E = 0,1 mol ® ∑nO trong E = 0,2 mol
ó Giải đốt: 5,76 gam E + 0,16 mol O2 ® x mol CO2 + y mol H2O.
Bảo toàn khối lượng và bảo toàn O có:
44x + 18y = 5,76 + 0,16x32
2x + y = 0,1x2 + 0,2
® x= 0,19; y = 0,1
Nhận xét tương quan: ∑nCO2 - ∑nH2O = 0,05 = 0,2/4 (*)
® các chất X, Y, Z, T đều có 4O và 2p trong phân tử ® nE = 0,05 mol.
Từ đó có số Ctrung bình hỗn hợp E = 0,19 + 0,05 = 3,8.
ó Phân tích: este hai chức bé nhất có thể là 3C: (HCOO)2CH2 nhưng thủy phân cho HCHO không phải là ancol ® để thu được 3 ancol thì Z không thể là trường hợp này được ® ít nhất CZ ≥4 → CY = CZ ≥4.
Mà X và Y là đồng đẳng kế tiếp nên chỉ có thể xảy ra: CX = 3; CY = CZ =4→ CT=5 mà thôi.
Cấu tạo: X là CH2(COOH)2; Y là C2H4(COOH)2; Z là (HCOO)2C2H4 và T là CH3OOCCOOC2H5.
(4Z không thể là (COOCH3)2 vì chỉ có 5C thì không có cấu tạo nào của T cho thêm 2 ancol khác nữa).
Khi đó, hỗn hợp 3 ancol tương ứng là C2H4(OH)2; CH3OH và C2H5OH.
Hỗn hợp này nặng 1,4 gam ® chúng có cùng 1,4 : (62+32+46) = 0,01 mol.
Suy ngược lại có 0,01 mol Z và 0,01 mol T, gọi số mol X và Y lần lượt là x, y mol.
Bảo toàn C có: 3x+4y+0,01x(4+5) = 0,19 mol và ∑nE = x+y+0,02 = 0,05 mol
Giải hệ được x = 0,02 mol; y = 0,01 mol ® Trả lời: số mol X trong hỗn hợp E là 0,02 mol.
ó Đây sẽ là một bài tập rất khó vá phức tạp hơn nếu giải tự luận. Nếu các bạn để ý thì từ (*) đã có chút thừa nhận không chứng minh về cấu tạo của T (có 4O và 2p). Thực sự, sẽ chứng mính được nhưng dùng khá nhiều công thức toán cồng kềnh nên xin phép không đưa ra. Thậm chí, nhiều bạn đã ngộ nhận Z và T hơn nhau 1 nhóm –CH2 chỉ dựa vào MT – MZ = 14 là không đúng. Xin dẫn chứng ví dụ Z là axit glutaric có cấu tạo HOOC-[CH2]3-COOH còn T là C9H6O2