Câu hỏi: X, Y, Z là ba este đều mạch hở, thuần chức trong đó X, Y đều đơn chức, Z hai chức. Đốt cháy hoàn toàn 19,28 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z cần dùng 0,94 mol O2, thu được 11,52 gam nước. Mặt khác đun nóng 19,28 gam E với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp T chứa hai ancol đều no, không thuộc cùng dãy đồng đẳng và hỗn hợp gồm hai muối có tỉ lệ mol 1:1. Dẫn toàn bộ T qua bình đựng Na dư, thấy khối lượng bình tăng 9,2 gam. Phần trăm khối lượng của este có khối lượng phân tử nhỏ nhất trong hỗn hợp E gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 7,7%.
B. 10,4%.
C. 8,9%.
D. 9,1%.
A. 7,7%.
B. 10,4%.
C. 8,9%.
D. 9,1%.
Phương pháp giải:
- Khi đốt cháy hỗn hợp E:
BTKL: mCO2 = mE + mO2 - mH2O
BTNT O: nO(E) = 2nCO2 + nH2O - 2nO2
⟹ nCOO(E) = nO(E)/2
⟹ nNaOH = nOH(ancol) = nCOO(E)
- Hai ancol no không thuộc cùng dãy đồng đẳng ⟹ Hỗn hợp T gồm ancol đơn chức và ancol hai chức.
BTKL: mancol = mbình tăng + mH2
- Hỗn hợp muối thu được gồm 2 muối đơn chức (vì este Z mạch hở)
BTKL: mmuối = mE + mNaOH - mancol
nmuối = nNaOH ⟹ MTB muối ⟹ Công thức 2 muối
- Quy đổi hỗn hợp ancol thành:
Tìm x, y, z dựa vào:
+ Tổng số mol nhóm -OH
+ Số mol C trong ancol
+ Tổng khối lượng ancol
⟹ Công thức các ancol, ghép với công thức 2 muối ⟹ Thành phần hỗn hợp E ban đầu.
⟹ % khối lượng este có PTK nhỏ nhất.
Giải chi tiết:
- Khi đốt cháy hỗn hợp E:
BTKL: mCO2 = mE + mO2 - mH2O = 37,84 gam ⟹ nCO2 = 0,86 mol.
BTNT O: nO(E) = 2nCO2 + nH2O - 2nO2 = 0,48 mol
⟹ nCOO(E) = nO(E)/2 = 0,48/2 = 0,24 mol
⟹ nNaOH = nOH(ancol) = nCOO(E) = 0,24 mol
- Hai ancol no không thuộc cùng dãy đồng đẳng ⟹ Hỗn hợp T gồm ancol đơn chức và ancol hai chức.
nH2 = nOH(ancol)/2 = 0,24/2 = 0,12 mol
BTKL: mancol = mbình tăng + mH2 = 9,2 + 2.0,12 = 9,44 gam.
- Hỗn hợp muối thu được gồm 2 muối đơn chức (vì este Z mạch hở)
BTKL: mmuối = mE + mNaOH - mancol = 19,28 + 0,24.40 - 9,44 = 19,44 gam.
nmuối = nNaOH = 0,24 mol
⟹ MTB muối = 19,44/0,24 = 81
⟹ Có 1 muối là HCOONa (M = 68): 0,12 mol
⟹ KLPT của muối còn lại:
- Quy đổi hỗn hợp ancol thành:
Số mol C trong ancol = 0,86 - 0,12 - 0,12.3 = 0,38 mol
⟹
⟹
Ghép CH2 vào các ancol ⟹
Ghép với hỗn hợp muối ⟹ Thành phần của hỗn hợp E gồm
⟹ Este có PTK nhỏ nhất là HCOOC2H5.
⟹ %mHCOOC2H5 = 0,02.74/19,28.100% = 7,68% gần với giá trị 7,7% nhất.
- Khi đốt cháy hỗn hợp E:
BTKL: mCO2 = mE + mO2 - mH2O
BTNT O: nO(E) = 2nCO2 + nH2O - 2nO2
⟹ nCOO(E) = nO(E)/2
⟹ nNaOH = nOH(ancol) = nCOO(E)
- Hai ancol no không thuộc cùng dãy đồng đẳng ⟹ Hỗn hợp T gồm ancol đơn chức và ancol hai chức.
BTKL: mancol = mbình tăng + mH2
- Hỗn hợp muối thu được gồm 2 muối đơn chức (vì este Z mạch hở)
BTKL: mmuối = mE + mNaOH - mancol
nmuối = nNaOH ⟹ MTB muối ⟹ Công thức 2 muối
- Quy đổi hỗn hợp ancol thành:
Tìm x, y, z dựa vào:
+ Tổng số mol nhóm -OH
+ Số mol C trong ancol
+ Tổng khối lượng ancol
⟹ Công thức các ancol, ghép với công thức 2 muối ⟹ Thành phần hỗn hợp E ban đầu.
⟹ % khối lượng este có PTK nhỏ nhất.
Giải chi tiết:
- Khi đốt cháy hỗn hợp E:
BTKL: mCO2 = mE + mO2 - mH2O = 37,84 gam ⟹ nCO2 = 0,86 mol.
BTNT O: nO(E) = 2nCO2 + nH2O - 2nO2 = 0,48 mol
⟹ nCOO(E) = nO(E)/2 = 0,48/2 = 0,24 mol
⟹ nNaOH = nOH(ancol) = nCOO(E) = 0,24 mol
- Hai ancol no không thuộc cùng dãy đồng đẳng ⟹ Hỗn hợp T gồm ancol đơn chức và ancol hai chức.
nH2 = nOH(ancol)/2 = 0,24/2 = 0,12 mol
BTKL: mancol = mbình tăng + mH2 = 9,2 + 2.0,12 = 9,44 gam.
- Hỗn hợp muối thu được gồm 2 muối đơn chức (vì este Z mạch hở)
BTKL: mmuối = mE + mNaOH - mancol = 19,28 + 0,24.40 - 9,44 = 19,44 gam.
nmuối = nNaOH = 0,24 mol
⟹ MTB muối = 19,44/0,24 = 81
⟹ Có 1 muối là HCOONa (M = 68): 0,12 mol
⟹ KLPT của muối còn lại:
- Quy đổi hỗn hợp ancol thành:
Số mol C trong ancol = 0,86 - 0,12 - 0,12.3 = 0,38 mol
⟹
⟹
Ghép CH2 vào các ancol ⟹
Ghép với hỗn hợp muối ⟹ Thành phần của hỗn hợp E gồm
⟹ Este có PTK nhỏ nhất là HCOOC2H5.
⟹ %mHCOOC2H5 = 0,02.74/19,28.100% = 7,68% gần với giá trị 7,7% nhất.
Đáp án A.