Bài toán hóa hữu cơ liên quan đến phản ứng của 26,4 gam hỗn hợp hai chất hữu cơ có cùng công thức phân tử C4H8O2 với dung dịch NaOH, tạo ra hỗn hợp muối và ancol, thường gặp trong các đề thi THPT Quốc Gia. Dưới đây là phân tích chi tiết và cách giải bài toán này.
Cho 26,4 gam hỗn hợp hai chất hữu cơ có cùng công thức phân tử C4H8O2 tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch X chứa 28,8 gam hỗn hợp muối và m gam ancol Y. Đun Y với dung dịch H2SO4 đặc ở nhiệt độ thích hợp, thu được chất hữu cơ Z, có tỉ khối hơi so với Y bằng 0,7. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính giá trị của m.
Phân tích bài toán:
-
Dữ kiện:
- Khối lượng hỗn hợp ban đầu: 26,4 gam.
- Công thức phân tử chung: C4H8O2.
- Khối lượng hỗn hợp muối: 28,8 gam.
- Tỉ khối hơi của Z so với Y: 0,7.
-
Yêu cầu: Tính khối lượng ancol Y (m).
Lời giải chi tiết:
Đầu tiên, ta xác định chất hữu cơ Z là gì dựa vào tỉ khối hơi so với Y:
MZ/My = 0,7 ⇒ MZ < MY. Điều này chứng tỏ Z có khối lượng mol nhỏ hơn Y, và do Y khi đun với H2SO4 đặc tạo Z, nên Z là anken (do phản ứng tách nước từ ancol).
Vậy MZ = MY – 18 (do tách 1 phân tử nước).
Ảnh minh họa phản ứng tách nước từ ancol tạo thành anken và nước, một quá trình quan trọng trong hóa học hữu cơ. Phản ứng này thường sử dụng axit sulfuric đặc (H2SO4) làm chất xúc tác và nhiệt độ cao để loại bỏ một phân tử nước (H2O) từ phân tử ancol.
Ta có: (MY – 18) / MY = 0,7
Giải phương trình, ta được MY = 60 (C3H7OH). Điều này cho thấy ancol Y là propanol.
Vì thu được hỗn hợp muối và một ancol duy nhất, hỗn hợp ban đầu phải gồm axit C3H7COOH (x mol) và este HCOOC3H7 (y mol).
Ta có hệ phương trình:
- x + y = nC4H8O2 = 26,4 / 88 = 0,3 (mol)
- mmuối = 110x + 68y = 28,8
Giải hệ phương trình trên, ta được: x = 0,2 và y = 0,1
Vậy nC3H7OH = nHCOOC3H7 = y = 0,1 mol.
Do đó, m = mC3H7OH = 60 * 0,1 = 6g.
Đáp án đúng: A. 6
Lưu ý:
- Cần nắm vững các phản ứng hóa học cơ bản của axit cacboxylic và este.
- Biết cách xác định công thức cấu tạo của các chất hữu cơ dựa vào công thức phân tử và các dữ kiện bài toán.
- Kỹ năng giải hệ phương trình là rất quan trọng để giải quyết các bài toán hóa học định lượng.
Ảnh minh họa công thức cấu tạo của propanol (C3H7OH), một loại ancol thường gặp trong các bài toán hóa hữu cơ. Hình ảnh thể hiện rõ các liên kết giữa các nguyên tử carbon, hydrogen và oxygen trong phân tử.
Bài toán “Cho 26 4 Gam Hỗn Hợp Hai Chất Hữu Cơ” này là một ví dụ điển hình cho dạng bài tập hỗn hợp, đòi hỏi sự kết hợp kiến thức về nhiều loại hợp chất hữu cơ khác nhau. Việc luyện tập thường xuyên các dạng bài tương tự sẽ giúp học sinh nâng cao kỹ năng giải toán và tự tin hơn khi đối mặt với các kỳ thi.
