Thủy Phân Hoàn Toàn M1 Gam Este X là một dạng bài tập quan trọng trong chương trình hóa học phổ thông và thường xuất hiện trong các kỳ thi. Dưới đây là một ví dụ điển hình và cách giải chi tiết, giúp bạn nắm vững phương pháp giải quyết dạng bài này.
Đề bài: Thủy phân hoàn toàn m1 gam este X mạch hở bằng dung dịch NaOH dư, thu được m2 gam ancol Y (không có khả năng phản ứng với Cu(OH)2) và 15g hỗn hợp muối của hai axit cacboxylic đơn chức. Đốt cháy hoàn toàn m2 gam Y bằng oxi dư, thu được 0,3 mol CO2 và 0,4 mol H2O. Giá trị của m1 là bao nhiêu?
Phân tích bài toán:
- Este X bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường kiềm (NaOH).
- Sản phẩm thu được gồm ancol Y và hỗn hợp muối của hai axit cacboxylic đơn chức.
- Ancol Y không phản ứng với Cu(OH)2, điều này giúp xác định cấu trúc của Y.
- Đốt cháy hoàn toàn ancol Y cho CO2 và H2O, từ đó tính được số mol của Y.
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính giá trị m1.
Lời giải chi tiết:
- Xác định công thức của ancol Y:
Đốt cháy m2 gam Y: nCO2 = 0,3 mol; nH2O = 0,4 mol.
→ nC(Y) : nH(Y) = 0,3 : 0,8 = 3 : 8
Công thức tổng quát của ancol no là CnH2n+2Ox, mà số H ≤ 2.Số C + 2, suy ra Y có dạng C3H8Ox.
Vì X + NaOH → hỗn hợp 2 muối axit hữu cơ đơn chức → ancol 2 chức.
Y không phản ứng với Cu(OH)2 → ancol Y không có 2 nhóm OH kề nhau.
Ancol Y là HOCH2CH2CH2OH, một diol mà hai nhóm hydroxyl không gắn vào các carbon liền kề, không tác dụng với Cu(OH)2.
→ Y là HOCH2CH2CH2OH có nancol = 1/3.nCO2 = 0,1 mol.
- Tính số mol NaOH:
nNaOH = 2nancol = 0,2 mol (vì ancol Y có 2 nhóm OH).
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
m1 + mNaOH = mancol + mmuối
→ m1 = mancol + mmuối – mNaOH = 0,1.76 + 15 – 0,2.40 = 14,6g
Kết luận:
Giá trị của m1 là 14,6g.
Các điểm cần lưu ý khi giải bài tập thủy phân este:
- Nắm vững lý thuyết về este: Công thức, tính chất hóa học, phản ứng thủy phân.
- Xác định đúng sản phẩm của phản ứng: Axit cacboxylic, ancol, muối.
- Sử dụng linh hoạt các định luật bảo toàn: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố.
- Chú ý đến các dữ kiện đặc biệt của bài toán: Ví dụ như ancol không phản ứng với Cu(OH)2, số mol CO2 và H2O khi đốt cháy.
Bài tập vận dụng:
Thực hiện phản ứng xà phòng hóa hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este, là đồng phân cấu tạo của nhau, cần vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 1M, thu được một muối và hỗn hợp hai ancol. Công thức của hai este đó là gì?
Phản ứng xà phòng hóa este tạo ra muối và ancol, là bước quan trọng trong nhiều bài toán hóa hữu cơ.
Lời khuyên:
Để giải tốt các bài tập về thủy phân hoàn toàn m1 gam este X, bạn cần luyện tập thường xuyên với nhiều dạng bài khác nhau. Đồng thời, hãy chú trọng việc hiểu rõ bản chất của các phản ứng hóa học và các định luật liên quan. Chúc bạn thành công!
