Bài tập thế H của nhóm OH ancol

C₆H₅CH₂OH + Na → C₆H₅CH₂ONa + H₂

                                      Natri benzylat

Do A, B có số nguyên tử C bằng nhau nên ta giả sử:

+ A là C_nH_2n+2O_a: x mol

+ B là C_nH_2n+2O: y mol

Khi tham gia phản ứng với Cu(OH)₂ thì n_A = 2n_Cu(OH)2 = x = 0,1 mol

Do các ancol no, mạch hở nên: n _ancol = n_H2O - n_CO2 → x + y = 0,2 → y = 0,1 mol

Khi tham gia phản ứng với Na suy ra n_H2 = 0,1a.0,5 + 0,1.0,5 = 0,2 → a = 3

BTNT "C": n_CO2 = 0,1n + 0,1n = 0,6 → n = 3 → 2 ancol là C₃H₈O₃ và C₃H₈O

Mà oxi hóa B thu được anđehit nên B là CH₃-CH₂-CH₂-OH

A là Glixerol (C₃H₅(OH)₃); %m_C3H8O3 = \(\frac{{0,1.92}}{{0,1.92 + 0,1.60}}.100\% \) = 60,53%;

B là Propan-1-ol (CH₃-CH₂-CH₂-OH); %m_C3H8O = 39,47%

Propan-1,2-điol là ancol có 2 nhóm OH liền kề; propan-1,3-điol không có nhóm OH liền kề

=> dùng Cu(OH)₂ nhận biết : Propan-1,2-điol hòa tan Cu(OH)₂ tạo phức còn propan-1,3-điol không phản ứng

Những chất tấc dụng với dd Cu(OH)₂ tạo thành dung dịch màu xanh lam là những ancol có nhóm –OH liền kề

HOCH₂-CH₂OH (X); HOCH₂-CH(OH)-CH₂OH (Z); CH₃-CH(OH)-CH₂OH (T)

X khôgn tác dụng với Cu(OH)₂ ở điều kiện thường => X không có nhóm –OH liền kề

=> X có thể là: CH₃OH, C₂H₅OH, CH₃-CH₂-CH₂OH, CH₃-CHOH-CH₃, CH₂OH-CH₂-CH₂OH

Gọi ancol A có dạng R(OH)_m

2R(OH)_m + 2Na → 2R(ONa)_m + mH₂

1 mol                   →                    0,5m mol

=> V_H2 = 22,4.0,5m = 11,2m lít

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có 

n_H= $\frac{{{m_{ancol}} + {m_{Na}} - {m_{CR}}}}{2} = \frac{{15,6 + 9,2 - 24,5}}{2} = 0,15$mol

Gọi công thức chung của 2 ancol là $\overline R OH$      

$\overline R OH + Na \to \overline R ONa + \frac{1}{2}{H_2}$

0,3 mol                                    0,15 mol

=>${\overline M _{ancol}} = \frac{{15,6}}{{0,3}} = 52\,\,$

$= > \,\,\bar R = {\text{ }}52{\text{ }}-{\text{ }}17{\text{ }} = {\text{ }}35$

Mà 2 ancol là đồng đẳng liên tiếp => C₂H₅OH và C₃H₇OH

Gọi công thức chung của 2 ancol $\overline R OH$

$\overline R OH{\text{ }} + {\text{ }}Na\xrightarrow{{}}\overline R ON{\text{a}} + \frac{1}{2}{H_2}$

0,1 mol                                           0,05 mol

=>${\overline M _{ancol}} = \frac{{1,6 + 2,3}}{{0,1}} = {\text{ }}39{\text{ }}$

$= > \overline R = 39-17 = 22$

2 ancol là đồng đẳng liên tiếp

Mà 15 < 22 < 29 => 2 ancol phải là CH₃OH và C₂H₅OH

Gọi công thức chung của 2 ancol $\overline R OH$

$\overline R OH{\text{ }} + {\text{ }}Na\xrightarrow{{}}\overline R ON{\text{a}} + \frac{1}{2}{H_2}$

0,2 mol                                            0,1 mol

=>${\overline M _{ancol}} = \frac{{9,2}}{{0,2}} = {\text{ }}46{\text{ }} $

$= > \overline R = 46-17 = 29$

Mà có 1 ancol là C₃H₇OH nên  ancol còn lại phải là CH₃OH

Gọi ${n_{{C_2}{H_5}OH}}$ = x mol;  ${n_{{C_2}{H_4}{{(OH)}_2}}}$ = y mol

→ 46x + 62y = 11,95  (1)

${n_{{H_2}}}$= 0,1625 mol → 0,5x + y = 0,1625 (2)

(1), (2) → $\left\{ \begin{gathered}x\,\, = \,\,0,125\,\,mol \hfill \\y\,\, = \,\,0,1\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \right.\,\, \to \,\,\left\{ \begin{gathered}\% {m_{{C_2}{H_5}OH}}\, = \,\,48,12\% \, \hfill \\\% {m_{{C_2}{H_4}{{(OH)}_2}}} = \,\,51,88\% \hfill \\ \end{gathered} \right.$

Sơ đồ phản ứng

C₃H₅(OH)₃ $\xrightarrow{{ + Na}}$ H₂                                    

a mol                   1,5a mol

ROH $\xrightarrow{{ + Na}}$  H₂

b mol           0,5b mol

+) n_H= 1,5.n_C3H5(OH)3 + 0,5.n_ROH

Ta có phương trình : n_H= 1,5a + 0,5b =$\frac{{5,6}}{{22,4}}$ = 0,25 (1) và 0,5b =$\frac{2}{3}$ .1,5a (2)

Từ (1) và (2) suy ra a = 0,1 ; b = 0,2 mol

m_X = 0,1 . 92 + 0,2 . (R + 17) = 18,4 => R = 29 (C₂H₅). Vậy ancol Y là C₂H₅OH

${n_{Cu{{(OH)}_2}}}$ = 0,02 mol → trong 8,12 gam A có 0,02.2 = 0,04 mol glixerol

→ trong 40,6 gam A có 0,2 mol glixerol → m_X = 40,6 – 0,2.92 = 22,2 gam

${n_{{H_2}}}$= 0,45 mol  →$\frac{3}{2}$ n_glixerol +$\frac{1}{2}$n_X = 0,45  → n_X  = 0,3 mol

→ M_X = $\frac{{22,2}}{{0,3}}$ = 74 → X là C₄H₁₀O 

Gọi  ${n_{{C_3}{H_7}OH}}$= x mol;   ${n_{{C_2}{H_4}{{(OH)}_2}}}$= y mol;  ${n_{{C_3}{H_5}{{(OH)}_3}}}$= z mol

${n_{C{O_2}}}$= 1,7 mol → 3x + 2y + 3z = 1,7 (1)

${n_{{H_2}O}}$= 2,4 mol → 4x + 3y + 4z = 2,4 (2)

${n_{Cu{{(OH)}_2}}}$= 0,25 mol → y + z = 2.0,25  (3)

Từ (1), (2) và (3) →$\left\{ \begin{gathered}x\,\, = \,\,\,0,2\,\,mol \hfill \\y\,\, = \,\,0,4\,\,mol \hfill \\z\,\, = \,\,0,1\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \right.$

→ m = 46 gam

Gọi CTPT của A là C_nH_2n+2O →  CTPT của B là C_2nH_4n+2O

Gọi n_A = x mol;  n_B = y mol

m_A + m_B = 58,8 => (14n + 2)x + (14.2n + 2)y = 58,8  (1)

${n_{{H_2}}}$= 0,35 mol → n_ancol  = 0,35.2 = 0,7 mol => x + y = 0,7 (2)

Thay (2) vào (1) ta có:  n(x + 2y) = 3,3

Ta có: n(x + y) < n(x + 2y) < n(2x + 2y)  =>  n(x + y) < 3,3 < 2n(x + y)

=> 2,3 < n < 4   =>  n = 3 → 2 rượu là C₃H₇OH và C₆H₁₃OH

X tác dụng với m gam Na tạo 0,075 gam H₂ mà  2m gam Na tạo không tới 0,1 gam H₂  

→ TN1 Na hết, ancol dư, TN2 ancol hết, Na dư

TN2:  ${n_{{H_2}}}$<$\frac{{0,1}}{2}$   = 0,05 mol → n_ancol  < 0,05.2 = 0,1 mol 

→  M >$\frac{6}{{0,1}}$  = 60

TN1: ${n_{{H_2}}}$> $\frac{{0,075}}{2}$= 0,0375  → n_ancol  > 0,075 → M < 80

→ 60 < 14n + 2 < 80 → 3 < n < 4,43 → n = 4

→ ancol là C₄H₉OH

\(\begin{gathered}{V_{{C_2}{H_5}OH}} = \dfrac{{{V_{dd}}}}{{100}}.D_r^0 = \dfrac{{10}}{{100}}.46 = 4,6\,(ml) \hfill \\\Rightarrow {m_{{C_2}{H_5}OH}} = {V_{{C_2}{H_5}OH}}.d = 4,6.0,8 = 3,68(g) \hfill \\\Rightarrow {n_{{C_2}{H_5}OH}} = \dfrac{{3,68}}{{46}} = 0,08\,(mol) \hfill \\ \end{gathered} \)

V_H2O = 10 – 4,6 = 5,4 (ml) => m_H2O = V_H2O.D_H2O = 5,4 (g) => n_H2O =0,3 (mol)

Bảo toàn e: n_H2 = ½(n_H2O + n_C2H5OH) = ½ (0,08 + 0,3) = 0,19 (mol)

=> V_H2(đktc) = 0,19.22,4 = 4,256 (l)

Vì n_H2 = \(\frac{1}{2}\)n_X nên X có 1 nhóm OH (*)

Đốt cháy X có n_CO2 (= 0,3 mol) < n_H2O (= 0,45 mol) ⟹ X là ancol no (**)

Từ (*) và (**) ⟹ Z là ancol no, đơn chức, mạch hở

Khi đốt ancol no, mạch hở ta có: n_X = n_H2O – n_CO2 = 0,45 – 0,3 = 0,15 mol

Số nguyên tử C = n_C : n_X = n_CO2 : n_X = 0,3 : 0,15 = 2

⟹ X là C₂H₅OH

Ta có: m_C3H5(OH)3 = \(46.\frac{{80}}{{100}}\) = 36,8 gam ⟹ n_C3H5(OH)3 = \(\frac{{36,8}}{{92}}\) = 0,4 mol

⟹ m_H2O = 46 – 36,8 = 9,2 gam ⟹ n_H2O = \(\frac{{9,2}}{{18}}\) = 23/45 mol

Khi cho dung dịch glixerol phản ứng với Na thì cả H₂O và C₃H₅(OH)₃ đều phản ứng:

2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂

23/45 →                           23/90 (mol)

2C₃H₅(OH)₃ + 6Na → 2C₃H₅(ONa)₃ + 3H₂

       0,4 →                                              0,6 (mol)

\( \to {V_{{H_2}}} = 22,4.\left( {\frac{{23}}{{90}} + 0,6} \right) \approx 19,16\left( l \right)\)

Một ancol X tác dụng với Na dư thu được thể tích H₂ bằng thể tích hơi ancol X đã phản ứng. Suy ra X có 2 nhóm OH trong phân tử.

Đốt cháy hoàn toàn một thể tích hơi ancol X thu được không đến ba thể tích CO₂ suy ra số C trong X không quá 3.

Mà X lại có 2 nhóm OH nên X chỉ có thể là CH₂OH-CH₂OH (etylen glicol)

Giả sử: A là C_nH_2n+2O và B là C_mH_2m+2O₂ (m ≥ 2)

- Do X có phản ứng với Cu(OH)₂ nên B là ancol hai chức có 2 nhóm OH liền kề.

n_B = y = 2n_Cu(OH)2 = 2.(9,8/98) = 0,2 mol

- Khi tham gia phản ứng với K: n_H2 = 0,5.n_A + n_B → 0,25 = 0,5.n_A + 0,2 → n_A = 0,1 mol

- Khi đốt cháy hỗn hợp A, B:

+ BTNT "C": n_CO2 = 0,1n + 0,2m (mol)

+ BTNT "H": n_H2O = 0,1(n + 1) + 0,2(m + 1) = 0,1n + 0,2m + 0,3 (mol)

- Khi hấp thụ CO₂, H₂O vào bình đựng Ba(OH)₂ dư:

m_{bình tăng} = m_CO2 + m_H2O → 67,4 = 44.(0,1n + 0,2m) + 18.(0,1n + + 0,2m + 0,3) → n + 2m = 10

Mà m ≥ 2, thay các giá trị m = 2, 3, 4 vào biểu thức thấy n = 4 và m = 3 thỏa mãn

A là C₄H₉OH; m_A = 0,1.74 = 7,4 gam

B là C₃H₆(OH)₂; m_B = 76.0,2 = 15,2 gam