Bài viết này sẽ đi sâu vào phân tích và giải chi tiết một bài toán điển hình trong chương trình Hóa học hữu cơ liên quan đến este, tập trung vào quá trình “Hoá Hơi Hoàn Toàn 4 4 Gam Một Este X Mạch Hở”. Chúng ta sẽ xem xét các bước giải một cách logic và dễ hiểu, đồng thời nhấn mạnh các khái niệm quan trọng.
Đề bài:
Hóa hơi hoàn toàn 4,4 gam một este X mạch hở, thu được thể tích hơi bằng thể tích của 1,6 gam khí oxi (đo ở cùng điều kiện). Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 11 gam X bằng dung dịch NaOH dư, thu được 10,25 gam muối. Công thức của X là gì?
Phân tích và giải bài toán:
-
Xác định khối lượng mol của este X:
Theo đề bài, thể tích hơi của este X bằng thể tích của khí oxi. Do đó, số mol của este X bằng số mol của khí oxi.
Tính số mol của oxi: (n_{O_2} = frac{1.6}{32} = 0.05 , mol)
Vậy, số mol của este X là (n_X = 0.05 , mol)
Khối lượng mol của este X: (M_X = frac{4.4}{0.05} = 88 , g/mol)
Ảnh này minh họa bước đầu tiên trong việc giải bài toán, đó là xác định số mol của este X thông qua việc so sánh với số mol của khí oxi, sử dụng dữ kiện về thể tích hơi bằng nhau trong cùng điều kiện.
alt=”Tính số mol este X từ số mol oxi trong bài toán hóa hơi hoàn toàn este”Từ khối lượng mol, có thể suy ra este này là đơn chức vì các este đa chức thường có khối lượng mol lớn hơn nhiều.
-
Xác định công thức của gốc axit:
Xét 11 gam este X. Số mol este X trong trường hợp này là: (n_X = 0.05 times frac{11}{4.4} = 0.125 , mol)
Vì este đơn chức, số mol muối tạo thành sau phản ứng thủy phân bằng số mol este: (n_{muối} = n_X = 0.125 , mol)
Công thức muối có dạng RCOONa. Ta có:
(M_{muối} = frac{10.25}{0.125} = 82 , g/mol)
(R + 44 + 23 = 82)
(R = 15)
Vậy, gốc axit là CH3- (gốc axetat).
Ảnh này minh họa việc xác định gốc axit (R) trong công thức muối RCOONa sau phản ứng thủy phân este, từ đó suy ra gốc axit của este ban đầu.
alt=”Xác định gốc axit axetat (CH3) từ phản ứng thủy phân este” -
Xác định gốc ancol:
Este có dạng (CH_3COOR’). Ta có:
(59 + R’ = 88)
(R’ = 29)
Vậy, gốc ancol là (C_2H_5) (etyl).
-
Kết luận:
Công thức của este X là (CH_3COOC_2H_5) (etyl axetat).
Tóm tắt quá trình giải:
Quá trình giải bài toán “hoá hơi hoàn toàn 4 4 gam một este x mạch hở” bao gồm các bước sau:
- Xác định số mol của este từ dữ kiện về thể tích hơi và so sánh với khí oxi.
- Tính khối lượng mol của este để xác định loại este (đơn chức hay đa chức).
- Sử dụng phản ứng thủy phân để tìm ra gốc axit.
- Tính toán để xác định gốc ancol.
- Kết hợp các gốc để xác định công thức cấu tạo của este.
Bằng cách tiếp cận bài toán một cách có hệ thống và sử dụng các công thức, định luật hóa học phù hợp, chúng ta có thể dễ dàng giải quyết các bài toán liên quan đến este và các phản ứng của chúng.
