Question

Hỗn hợp A chứa 3 ankin với tổng số mol là 0,10 mol. Chia A làm hai phần như nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu được 2,34 g nước. Phần 2 tác dụng với 250 ml dung dịch A g N O 3  0,12M trong N H 3  tạo ra 4,55 gam kết tủa.

Hãy xác định công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng ankin có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A.

Answer 1

Số mol ankin trong mỗi phần 

Khi đốt cháy hoàn toàn phần (1):

Cứ 1 mol C n H 2 n - 2  tạo ra ( n −1) mol H 2 O

Cứ 0,5. 10 - 1  mol  C n H 2 n - 2 tạo ra 0,13 mol  H 2 O

Như vậy trong hỗn hợp A phải có ankin có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3,6 tức là phải có C 2 H 2  hoặc C 3 H 4 .

Nếu có  C 2 H 2  thì số mol chất này ở phần 2 là:

n = 

Khi chất này tác dụng với dung dịch A g N O 3  trong N H 3 :

C 2 H 2  + 2 A g N O 3  + 2 N H 3  → C 2 A g 2 ↓ + 2 N H 4 N O 3

0,02 mol                          0,02 mol

Khối lượng 0,02 mol  C 2 A g 2  là: 0,02. 240 = 4,8 (g) > 4,55 g.

Vậy hỗn hợp A không thể có  C 2 H 2  mà phải có  C 3 H 4 .

Khi chất này tác dụng với dung dịch  A g N O 3  trong  N H 3 :

C 3 H 4  +  A g N O 3  +  N H 3  → C 3 H 3 A g ↓ + N H 4 N O 3

0,02 mol        0,02 mol              0,02 mol

Khối lượng  C 3 H 3 A g  là 0,02.147 = 2,94 (g).

Số mol  A g N O 3  đã phản ứng với các ankin là: 0,25.0,12 = 0,03 (mol): trong đó lượng  A g N O 3  tác dụng với  C 3 H 4  là 0,02 mol, vậy lượng  A g N O 3  tác dụng với ankin khác là 0,01 mol.

Trong phần 2, ngoài 0,02 mol  C 3 H 4  còn 0,03 mol 2 ankin khác. Vậy mà lượng  A g N O 3  phản ứng chỉ là 0,01 mol, do đó trong 2 ankin còn lại, chỉ có 1 chất có phản ứng với  A g N O 3 , 1 chất không có phản ứng:

C n H 2 n - 2  +  A g N O 3  +  N H 3  → C n H 2 n - 3 A g ↓ +  N H 4 N O 3

0,01 mol        0,01 mol              0,01 mol

Khối lượng 0,010 mol  C n H 2 n - 3 A g  là: 4,55 - 2,94 = 1,61(g).

Khối lượng 1 mol  C n H 2 n - 3 A g  là 161 g.

14n + 105 = 161 ⇒ n = 4.

Công thức phân tử là C 4 H 6  và CTCT: C H 3 - C H 2 - C ≡ C H (but-1-in)

Đặt công thức chất ankin chưa biết là C n ' H 2 n ' - 2 :

C 3 H 4  + 4 O 2  → 3 C O 2  + 2 H 2 O

0,02 mol                      0,04 mol

C 4 H 6  + 5,5 O 2  → 4 C O 2  + 3 H 2 O

0,01 mol                      0,03 mol

Tổng số mol  H 2 O : 0,04 + 0,03 + 0,02(n' - 1) = 0,13 ⇒ n' = 4.

Chất ankin thứ ba có CTPT  C 4 H 6  nhưng không tác dụng với  A g N O 3  nên CTCT là C H 3 - C ≡ C - C H 3 (but-2-in).

Thành phần về khối lượng:

Propin chiếm: 33,1%; but-1-in : 22,3%; but-2-in: 44,6%.