Trong hóa học hữu cơ, khái niệm “đồng đẳng” đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại và nghiên cứu các hợp chất. Vậy, Cặp Chất Nào Sau đây Là đồng đẳng Của Nhau? Bài viết này sẽ cung cấp định nghĩa chi tiết, ví dụ minh họa và các dạng bài tập thường gặp để giúp bạn nắm vững kiến thức về đồng đẳng.
Đồng đẳng là những chất hữu cơ có cấu tạo và tính chất hóa học tương tự nhau, nhưng thành phần phân tử khác nhau một hay nhiều nhóm methylene (-CH2-). Các chất đồng đẳng tạo thành một dãy đồng đẳng, trong đó mỗi chất hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm CH2.
Ví dụ, dãy đồng đẳng của alcohol no, đơn chức, mạch hở bắt đầu từ methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH), propanol (C3H7OH),… Các chất này đều có nhóm chức -OH và tính chất hóa học tương tự, nhưng số lượng nhóm CH2 trong phân tử khác nhau.
Vậy, làm thế nào để xác định cặp chất nào sau đây là đồng đẳng của nhau trong một bài toán? Dưới đây là một số bước và ví dụ cụ thể:
-
Xác định công thức phân tử của các chất: Bước đầu tiên là phải biết rõ công thức phân tử của các chất được đưa ra.
-
Kiểm tra sự khác biệt về số lượng nhóm CH2: So sánh công thức phân tử của các chất. Nếu chúng hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm CH2, chúng có thể là đồng đẳng.
-
Đánh giá tính chất hóa học: Quan trọng nhất, các chất đồng đẳng phải có tính chất hóa học tương tự nhau. Điều này thường có nghĩa là chúng phải thuộc cùng một loại hợp chất (ví dụ: cùng là alcohol, cùng là aldehyde, v.v.).
Ví dụ:
Cho các chất sau: CH4, C2H6, C2H4, C3H8, C3H6. Hãy xác định cặp chất nào sau đây là đồng đẳng của nhau.
- CH4 và C2H6 là đồng đẳng vì hơn kém nhau một nhóm CH2 và đều là ankan.
- C2H6 và C3H8 là đồng đẳng vì hơn kém nhau một nhóm CH2 và đều là ankan.
- C2H4 và C3H6 là đồng đẳng vì hơn kém nhau một nhóm CH2 và đều là alkene.
Tuy nhiên, CH4 và C2H4 không phải là đồng đẳng vì một chất là ankan (no) và chất kia là alkene (không no).
Dưới đây là một số dạng bài tập thường gặp về đồng đẳng:
- Nhận biết các chất đồng đẳng: Cho một dãy các chất, yêu cầu xác định các cặp chất đồng đẳng.
- Viết công thức của các chất đồng đẳng: Cho công thức của một chất, yêu cầu viết công thức của các chất đồng đẳng kế tiếp.
- Bài toán đốt cháy: Các bài toán liên quan đến đốt cháy hỗn hợp các chất đồng đẳng thường gặp trong các kỳ thi.
Ví dụ bài tập:
Đốt cháy hoàn toàn 1.6 gam một alcohol no, đơn chức, mạch hở A thu được 3.52 gam CO2. Xác định công thức phân tử của A.
Hướng dẫn giải:
- Gọi công thức của alcohol A là CnH2n+2O.
- Viết phương trình đốt cháy: CnH2n+2O + (3n/2)O2 -> nCO2 + (n+1)H2O
- Tính số mol CO2: nCO2 = 3.52/44 = 0.08 mol
- Từ phương trình, số mol alcohol A là: nA = nCO2/n = 0.08/n
- Khối lượng mol của A là: MA = 1.6/(0.08/n) = 20n
- Ta có: 14n + 18 = 20n => 6n = 18 => n = 3
- Vậy công thức của alcohol A là C3H8O.
Qua bài viết này, hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm đồng đẳng và có thể dễ dàng xác định cặp chất nào sau đây là đồng đẳng của nhau trong các bài tập hóa học. Việc nắm vững kiến thức về đồng đẳng sẽ giúp bạn tự tin hơn trong học tập và các kỳ thi quan trọng.
