Cho hỗn hợp Z gồm hai chất hữu cơ L, M tác dụng vừa đủ với dung dịch chứ 4 gam NaOH tạo ra hỗn hợp gồm hai muối R1COONa, R2COONa và một ancol R’OH ( trong đó R1, R2, R’ chỉ chứa cacbon, hiđro, R2 = R1 + 14). Tách lấy toàn bộ ancol rồi cho tác dụng hết với Na, thu được 1,12 lít H2 (đktc). Mặt khác cho 5,14 gam Z tác dụng với một lượng vừa đủ NaOH thu được 4,24 gam muối; còn để đốt cháy hết 15,42 gam Z cần dùng 21,168 lít O2 (đktc) tạo được 11,34 gam H2O. Xác định công thức các chất L, M và % khối lượng của chúng trong hỗn hợp Z.
Hỗn hợp Z có thể là 1 axit RCOOH và 1 este R’’COOR’ hoặc gồm 2 este có công thức trung bình là COOR’
RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O (1)
R’’COOR’ + NaOH → R’’COONa + R’OH (2)
Hoặc
COOR’ + NaOH → COONa + R’OH (3)
Nếu là hỗn hợp 1 axit, 1 este thì theo (1), (2) số mol ancol < số mol NaOH.
Nếu Z gồm 2 este thì theo (3) số mol ancol = số mol NaOH
2R’OH + 2Na → 2R’ONa + H2 ↑
Số mol H2 là 0,05
Số mol R’OH là 0,1
Số mol NaOH là 4/ 40 = 0,1
=> Z gồm 2 este.
Áp dụng ĐLBTKL cho phản ứng cháy:
Khối lượng CO2 = Khối lượng Z + Khối lượng O2 – Khối lượng H2O
= 15,42 + 32. (21,168/22,4) – 11,34 = 34,32 (g)
Vậy mC = 12. 34,32 : 44 = 9,36
mH = 2. 11,34 : 18 = 1,26
mO = 15,42 – 9,36 – 1,26 = 4,8
=> Số mol Z = số mol CO2 = 4,8 : 32 = 0,15
Suy ra nZ trong 5,14g là 0,15 : 3= 0,05 (mol)
Theo (3) :
Số mol Z = số mol NaOH = số mol COONa = số mol R’OH = 0,05 (mol)
Suy ra khối lượng COONa = 4,24 : 0,05 = 84,8 => = 17,8
Vây 2 muối là CH3COONa và C2H5COONa.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (3) ta có:
Số gam ancol = 5,14 + 0,005. 40 – 4,24 = 2,9 => Mancol = 58
Suy ra R’ là C3H5. Các este L, M là CH3COOC3H5 và C2H5COOC3H5
Đặt số mol CH3COOC3H5 và C2H5COOC3H5 trong 5,14 gam Z là x và y
Theo bài ra ta có
x + y = 0,05 (a)
110x + 114y = 5,14 (b)
Từ (a) và (b) => x = 0,04; y = 0,01
% CH3COOC3H5 = (100. 0,04/5,14) . 100% = 77,82%
% C2H5COOC3H5 = (114. 0,01/5,14) .100% = 22,18%