Một carboxylic acid X có hàm lượng các nguyên tố carbon và hydrogen lần lượt là 40,7% và 5,1% về khối lượng

Một carboxylic acid X có hàm lượng các nguyên tố carbon và hydrogen lần lượt là 40,7% và 5,1% về khối lượng.

Sách bài tập Hóa học 12 Ôn tập chương 1 - Chân trời sáng tạo

Câu OT1.10 trang 20 Sách bài tập Hóa học 12: Một carboxylic acid X có hàm lượng các nguyên tố carbon và hydrogen lần lượt là 40,7% và 5,1% về khối lượng.

a) Cho biết công thức thực nghiệm của X.

b) Phổ khối lượng của X có kết quả như hình bên dưới. Xác định công thức phân tử của X.

Một carboxylic acid X có hàm lượng các nguyên tố carbon và hydrogen lần lượt là 40,7% và 5,1% về khối lượng

c) Viết các công thức cấu tạo có thể có của X.

d) Hoà tan hết 1,0 g X vào 19,0 g nước có pha vài giọt phenolphthalein thu được dung dịch Y. Tiến hành chuẩn độ 4,0 g dung dịch Y bằng dung dịch NaOH 0,2 M cho đến khi dung dịch Y từ không màu chuyển sang màu hồng nhạt thì dừng lại, thấy đã dùng hết 17,0 mL. Xác định lại phân tử khối của X.

e) Đun X với lượng dư ethanol có xúc tác H₂SO₄ đặc thu được chất hữu cơ Z chỉ chứa một loại nhóm chức, mạch không phân nhánh. Xác định công thức cấu tạo của Z và viết phương trình hoá học của phản ứng. Gọi tên các chất X, Z.

g) Đề nghị phương pháp tách chất Z ra khỏi hỗn hợp sau phản ứng.

Lời giải:

a) Ta có: %O = 100% - (40,7% + 5,1%) = 54,2%.

Đặt công thức của X là C_xH_yO_z, ta có:

$x : y : z = \frac{% C}{12} : \frac{% H}{1} : \frac{% O}{16} = \frac{40, 7}{12} : \frac{5, 1}{1} : \frac{54, 2}{16} = 3, 39 : 5, 1 : 3, 39 = 2 : 3 : 2$

Vậy công thức thực nghiệm của X là C₂H₃O₂.

b) Dựa vào phổ khối của X, nhận thấy phân tử khối của X là 118, do đó X có công thức phân tử là C₄H₆O₄.

c) X có thể có các công thức cấu tạo: HOOCCH₂CH₂COOH hoặc CH₃CH(COOH)₂.

d) 20 gam dung dịch Y chứa 1 gam chất X nên khối lượng chất X có trong 4 gam dung dịch Y là:

$m_{X} = \frac{4}{20} = 0, 2 g a m .$

Do n_NaOH = 0,017.0,2 = 0,0034 (mol).

Nên $n_{X} = \frac{0, 0034}{2} = 0, 0017 (m o l) .$

Vậy $M_{x} = \frac{0, 2}{0, 0017} = 117, 6.$

e) Vì Z không phân nhánh nên X phải không phân nhánh.

Vậy công thức cấu tạo của X là HOOC-CH₂CH₂-COOH, có tên succinic acid.

Z là ester của X với ethanol nên công thức cấu tạo của Z là C₂H₅OOC-CH₂CH₂-COOC₂H₅, có tên diethyl succinate.

Phương trình hoá học của phản ứng:

HOOC-CH₂CH₂-COOH + 2C₂H₅OH $\overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇌}$ C₂H₅OOC-CH₂CH₂-COOC₂H₅ + 2H₂O

g) Trước hết, cho dung dịch NaOH dư vào hỗn hợp sau phản ứng, toàn bộ succinic acid chuyển thành muối disodium succinate. Sau đó, thêm dung môi hexane vào, diethyl succinate sẽ tan trong hexane, còn ethanol, disodium succinate và sodium hydroxide tan trong nước. Dùng phễu chiết để tách lớp hexane có hoà tan diethyl succinate.

Do hexane và diethyl succinate có nhiệt độ sôi chênh lệch nhiều (68,7 °C so với 217 °C) nên có thể dùng phương pháp chưng cất để tách riêng chúng.

Lời giải SBT Hóa 12 Ôn tập chương 1 hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Hóa học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

❮ Bài trước Bài sau ❯

SBT Hóa học 12 Chân trời

Một carboxylic acid X có hàm lượng các nguyên tố carbon và hydrogen lần lượt là 40,7% và 5,1% về khối lượng

Sách bài tập Hóa học 12 Ôn tập chương 1 - Chân trời sáng tạo

Xem thêm các bài giải sách bài tập Hóa học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: