Bài tập thủy phân este đa chức

- Phân tử X có 4 oxi => X thuộc este 2 chức

Thủy phân X thu được 2 ancol đơn chức => X có dạng \(R\left\langle \begin{gathered}{\text{COO}} - {{\text{R}}_{\text{1}}} \hfill \\{\text{CO}}O - {R_2} \hfill \\ \end{gathered}  \right.\)

- X có CTPT C₆H₁₀O₄ => số nguyên tử C của R + R₁ + R₂ = 4

Mặt khác số nguyên tử C của R₁ = 2R₂

=> R + 3R₁ = 4

=> R = R₁ = 1

=> \(X:C{H_2}\left\langle \begin{gathered}{\text{COO}} - {\text{C}}{{\text{H}}_{\text{3}}} \hfill \\{\text{CO}}O - {C_2}{H_5} \hfill \\ \end{gathered}  \right.hay\,C{H_3}OCO - C{H_2} - COO{C_2}{H_5}\)

- Vì X  + NaOH → muối + ancol => X chứa chức este

X có 4 O => có 2 nhóm COO

Thủy phân X chỉ có 1 muối + 1 ancol

+) TH₁ : axit 2 chức và 1 ancol đơn chức

=> HOOC-COOCH₂-CH=CH₂

+) TH₂ : ancol 2 chức và axit đơn chức

=> không có CTCT thỏa mãn

- Sản phẩm thu được với mỗi đáp án trong đề bài:

HOOC-CH₂-CH=CH-OOCH + 2NaOH → NaOOC-CH₂-CH₂-CHO + HCOONa + H₂O

HOOC-CH₂-COO-CH=CH₂ + 2NaOH → NaOOC-CH₂-COONa + CH₃CHO + H₂

HOOC-CH=CH-OOC-CH₃ +2 NaOH → NaOOC-CH₂-CHO + CH₃COONa + H₂O

HOOC-COO–CH₂-CH=CH₂ +2 NaOH → NaOOC-COONa + CH₂=CH-CH₂OH

n_este = 0,1mol; n_NaOH = 0,2mol

\(\dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{{\text{n}}_{{\text{es}}te}}}} = 2\) => este 2 chức

=> X có dạng R(COOR’)₂ hoặc (RCOO)₂R’

TH1: R + 2R’ = 58    => R = 28 (-C₂H₄) và R’ = 15 (-CH₃)

TH2: 2R + R’ = 58    => R’ = 28 (-C₂H₄) và R = 15 (-CH₃)

\(\begin{gathered}+ {n_{CaC{O_3}}} = 0,6mol \hfill \\+ {n_{C{O_2}}} = {\text{ }}{n_{CaC{O_3}}} = 0,6mol \hfill \\=  > so\,C = \dfrac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_X}}} = \dfrac{{0,6}}{{0,1}} = 6 \hfill \\ \end{gathered} \)

+ X là este của glixerol và axit hữu cơ Y (RCOOH) => CTCT của X là (RCOO)₃C₃H₅ 

X có 6C => R không chứa C

=> CTCT của X (HCOO)₃C₃H₅ 

Khi đốt cháy Y : n_CO2 = 0,3 mol < n_H2O = 0,4 mol => ancol no

Có n_C : n_H = 3 : 8 => C₃H₈O_x.

Vì Este mạch hở hủy phân tạo 1 ancol + hỗn hợp muối

=> ancol 2 chức , este đơn chức.

Vì Y không hòa tan được Cu(OH)₂ nên 2 nhóm Oh không kề nhau.

=> HOCH₂-CH₂-CH₂-OH là CTCT của Y.

=> n_Y = 0,1 mol => n_KOH = 2n_Y = 0,2 mol

Bảo toàn khối lượng : m + m_KOH = m_muối + m_ancol

=> m = 14,6g

- X được tạo thành từ etylen glicol và hai axit cacboxylic đơn chức => X là este 2 chức

=> X có 5C (do nguyên tử cacbon nhiều hơn số nguyên tử oxi là 1)

=> CTCT của X: HCOO- CH₂ – CH₂ - OOC - CH₃

- n_NaOH = 0,25mol

n_este = 0,125 mol

=> m_X = 132 . 0,125 = 16,5 gam.

$\begin{gathered}+ {n_{ancol}} = 0,1\;;{n_{NaOH}} = 0,5mol;{n_{HCl}} = 0,2mol \hfill \\{n_{NaOH{\text{ }}pu}} = 0,5 - 0,2 = 0,3 \hfill \\ \end{gathered} $

BTKL: m_ancol = 21,8 + 40 . 0,3 – 24,6 = 9,2g

=> M_ancol = 92 => C₃H₅(OH)₃.

$ + \dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{ancol}}}} = 3$ => X: (RCOO)₃C₃H₅.

$\begin{align}  & +{{n}_{Muoi}}=0,3~=>M{{\text{ }}_{Muoi}}=\frac{24,6}{0,3}=82~=>R=82-67=15(C{{H}_{3}}-) \\  & =>{{\left( C{{H}_{3}}COO \right)}_{3}}{{C}_{3}}{{H}_{5}}_{~}:glixerol\text{ }triaxetat \\ \end{align}$

$ + {n_{{O_2}}} = \frac{{6,4}}{{32}} = 0,2mol =  > {n_C} = 0,2mol$

$ + \dfrac{{{n_{ancol}}}}{{{n_X}}} = 2$ => X là este 2 chức

Mặt khác thủy phân X thu được muối của axit đa chức và ancol đơn chức

=> X có dạng R(COOR’)₂

+ R(COOR’)₂ + 2NaOH → R(COONa)₂ + 2R’OH

m_muối = 13,4g → M _muối = 134g/mol => R = 0

m_ancol = 9,2 → M_ancol = 46 => R’ = 29

=> (COOC₂H₅)₂ 

+ nKOH = 0,1mol => n_KOH = 2n _este => X là este 2 chức

Dựa vào 4 đáp án ta nhận thấy X tạo bởi ancol đơn chức và axit 2 chức

=> CTTQ: R(COOR’)₂

+ nKOH = 0,075mol

BTKL: m_este + m_KOH = m_ancol + m _muối => m_ancol = 3,45g

$\begin{gathered}R{(COOR')_2} + 2KOH \to R{(COOK)_2} + 2R'OH \hfill \\{n_{muoi}} = \frac{1}{2}{n_{KOH}} = 0,0375 =  > {M_{R{{(COOK)}_2}}} = 166 =  > {M_R} = 0 \hfill \\{n_{R'OH}} = {n_{KOH}} = 0,075mol =  > {M_{R'OH}} = 56 =  > {M_{R'}} = 29 \hfill \\=  > X:{\left( {COO{C_2}{H_5}} \right)_2} \hfill \\ \end{gathered} $

\(k = \dfrac{{2{\text{x}} + 2 - y}}{2} = \dfrac{{6.2 + 2 - 10}}{2} = 2 \to \)

este no, 2 chức

- Este tạo bởi axit cacbõylic 2 chức và ancol đơn chức

+ CH₃OOC-COOCH₂CH₂CH₃

+ CH₃OOC-COOCH(CH₃)₂

+ CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃

+ CH₃OOC-CH₂-COOCH₂CH₃

+ CH₃OOC-CH­₂CH₂-COOCH₃

- Este tạo bởi ancol 2 chức và axit cacboxylic đơn chức

+ (CH₃COO)₂C₂H₄

+ HCOOC₂H₄OOCC₂H₅

Vậy có tất cả 14 đồng phân

C₅H₆O₄ có 3 (liên kết pi + vòng)

1 mol anđehit T tráng bạc -> 4 mol Ag

+) TH₁ : T là HCHO => ancol Z là CH₃OH

=> Không có công thức cấu tạo thỏa mãn X

+) TH₂ : T có 2 chức andehit => Z là điol

- Nếu là HO-(CH₂)₃-OH => axit Y là (COOH)₂

=> X là este vòng : (COO)₂(CH₂)₃

- Nếu là C₂H₄(OH)₂ => axit Y là CH₂(COOH)₂ (loại vì Y có đồng phân khác như HCOO-CH₂-COOH)

=> chọn X là (COO)₂(CH₂)₃

=> chỉ có ý B đúng

C₆H₈O₄ có 3 pi, trong đó có 2 pi ở COO và 1 pi trong gốc hidrocacbon

Đun Z với H₂SO₄ đặc không tạo ra anken => Z là ancol không no có 1 C=C hoặc Z là CH₃OH

TH1: Z là ancol không no có 1 C=C => Z phải có ít nhất 3C

=> X chỉ có thể có công thức là : CH₃OOC-COOCH₂-CH=CH₂

=> Z : CH₂=CH-CH₂-OH ; T : CH₃OH ; Y : (COOH)₂

TH2: Z là CH₃OH

+ Nếu axit Y có 1 liên kết pi ở gốc hiđrocacbon => Y là HOOC-CH=CH-COOH

Khi đó X chỉ có thể là: CH₃OOC-CH=CH-COOCH₃ (loại vì ancol Z và T trùng nhau)

=> axit Y no => X là: CH₃OOC-COOCH₂-CH=CH₂

=> Z : CH₃ -OH ; T : CH₂=CH-CH₂-OH;  Y : (COOH)₂

$  k = \dfrac{{2 + 2x - y}}{2} = \dfrac{{2 + 12 - 10}}{2} = 2$

- A, B, D không phản ứng với Na =>A, B, D không có H linh động

- A + NaOH → 1 muối + 2 ancol kế tiếp nhau trong cùng 1 dãy đồng đẳng. Vậy A là este của axit 2 chức no và 2 ancol no đơn chức đồng đẳng kế tiếp.

→ CTCT của A: CH₃OOC-CH₂-COO-C₂H₅

- B + NaOH  →2 muối + 1ancol => B là este của ancol 2 chức no và 2 axit đơn chức no

→ CTCT của B: HCOO-CH₂-CH₂-CH₂-OOCCH₃ hoặc HCOO-CH₂-CH₂-OOC-CH₂-CH₃

- D + NaOH → 1 muối + 1 ancol => D là este của 1 axit no 2 chức và 1 ancol no đơn chức hoặc 1 axit no đơn chức và 1 ancol no hai chức.

→ Vậy D có thể có các CTCT sau:

CH₃-OOC-CH₂-CH₂-COOCH₃ ; C₂H₅-OOC-COO-C₂H₅ ; CH₃-COO-CH₂-CH₂-OOC-CH₃, HCOO-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-OOCH

- X có dạng (RCOO)_xC₃H₅(OH)_3-x

n_A = 0,15 mol => n_X = 0,11mol

Có m_X = 1,18m_A = 16,284

=> M_X= 148

=> x(R + 44) + 41 + 17 (3 – x) = 148

=> Rx + 27x = 56

* Với x = 1 => R = 29 => (C₂H₅COO)C₃H₅(OH)₂

2 CTCT: (HCOO)₂C₂H₃CH₂-OH và HCOOCH₂-CHOH-CH₂OOCH

* Với x = 2 => R = 1 => (HCOO)₂C₃H₅(OH)

2 CTCT: C₂H₅COOC₃H₅(OH)₂ và HOCH₂-CH(OCOC₂H₅)-CH₂OH

$- {n_X} = \dfrac{{{n_{C{O_2}}}{\text{ }} - {\text{ }}{n_{{H_2}O}}}}{4} =  > k = 5$

$ - BTKL:{m_X}{\text{  +  }}{m_{{H_2}}} = {\text{ }}{m_Y}{\text{  =>  }}{m_X} = {m_Y} - {\text{ }}{m_{{H_2}}}{\text{ }} = {\text{ }}38,4$

- Do X là trieste nên số liên kết pi trong gốc hidrocacbon = 2

$\begin{gathered}X{\text{ }} + {\text{ }}2{H_2} \to Y \hfill \\=  > {n_X} = {\text{ }}{n_Y} = {\text{ }}\dfrac{{{n_{{H_2}}}}}{2}{\text{ }} = {\text{ }}0,15 =  > {n_{{C_3}{H_5}{{\left( {OH} \right)}_3}}} = {n_X} = 0,15mol \hfill \\ \end{gathered} $

$\begin{gathered}- BTKL:{m_X}{\text{ }} + {\text{ }}{m_{NaOH}}{\text{ }} = {\text{ }}{m_{ran}}{\text{ }} + {\text{ }}{m_{{C_3}{H_5}{{\left( {OH} \right)}_3}}} \hfill \\=  > {m_{ran}} = 52,6g \hfill \\ \end{gathered} $

+ X + bazo → 2 muối và 1 ancol no đơn chức mạch hở => X có dạng RCOO-R’-COOR’’

M_X = 118g/mol

=> R + R’ + R’’= 30

$ =  > \left\{ \begin{gathered}R = 1 \hfill \\R' = 14 \hfill \\R'' = 15 \hfill \\ \end{gathered}  \right. =  > X:HCOOC{H_2}COOC{H_3}$

+ n_X = 0,15 mol ; n_NaOH = 0,4 mol

=> NaOH dư sau phản ứng

+ HCOO-CH₂-COOCH₃ + 2NaOH → HCOONa + HO-CH₂-COONa + CH₃OH

=> Sau phản ứng chất rắn gồm :

$\left\{ \begin{gathered}HCOONa:0,15{\text{ }}mol{\text{  }} \hfill \\HO - C{H_2} - COONa:0,15{\text{ }}mol{\text{   =  > m}}\,{\text{ = }}\,{\text{28,9g }} \hfill \\NaOH:0,1{\text{ }}mol{\text{  }} \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

$\begin{align}  & -B:{{C}_{x}}{{H}_{y}}{{O}_{z}} \\  & {{C}_{x}}{{H}_{y}}{{O}_{z}}\text{ }+\text{ }\left( x\text{ }+\dfrac{y}{4}-\dfrac{z}{2} \right)\text{ }{{O}_{2}}_{\text{ }}\to xC{{O}_{2}}_{\text{ }}+\text{ }\dfrac{y}{2}\text{ }{{H}_{2}}O~ \\  & 1\text{ }mol\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\to 2,5\text{ }mol~ \\  & =>\text{ }x\text{ }+\dfrac{y}{4}-\dfrac{z}{2}\text{ }=\text{ 2,5 }<=>\text{ }4x\text{ }+\text{ }y\text{ }-\text{ }2z\text{ }=\text{ }10~ \\  & z\text{ }=\text{ }1\text{ }=>\text{ }4x\text{ }+\text{ }y\text{ }=\text{ }12\text{ }=>\text{ }x\text{ }=\text{ }2\text{ ; }y\text{ }=\text{ }4\text{ }=>\text{ }{{C}_{2}}{{H}_{4}}O\text{  (}{{\text{K}}^{0}}\,\,TM) \\  & z=\text{ }2\text{ }=>\text{ }4x\text{ }+\text{ }y\text{ }=\text{ }14\text{ }=>\text{ }x\text{ }=\text{ }2\text{ ; }y\text{ }=\text{ }6\text{ }=>\text{ }{{C}_{2}}{{H}_{6}}{{O}_{2\text{ }}}\left( TM \right)\text{ } \\  & =>\text{ }B\text{ }l\grave{a}\text{ }HO-C{{H}_{2}}-C{{H}_{2}}-OH~ \\ \end{align}$

=> este X là este đa chức. Mặt khác X là este mạch hở=> A là axit no đơn chức

- CTPT X: RCOO-CH₂-CH₂-OOCR 

RCOO-CH₂-CH₂-OOCR + 2NaOH → 2RCOONa + C₂H₄(OH)₂ 

0,2                                                          → 0,4 

=> M _muối = 82 => R + 67 = 82 => R = 15 => CH₃ => A là CH₃COOH 

=> X có CTCT là CH₃COO-CH₂-CH₂-OOCCH₃

- n_X = 0,01 mol; n_NaOH = 0,02mol

- $\dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_X}}} = 2$ => X là este 2 chức

Mặt khác n_X = n_Y = nZ =>X là este 2 chức vòng $A\left\langle \begin{gathered}{\text{COO}} \hfill \\{\text{COO}} \hfill \\ \end{gathered}  \right\rangle B$

- A(COO)₂B + 2KOH → A(COOK)₂ + B(OH)₂

n_KOH = 0,015 => n_Z= 0,0075

$ =  > {M_Z} = \dfrac{{1,665}}{{0,0075}}{\text{  = 222 =  > }}{{\text{M}}_{\text{A}}}{\text{ = }}56: - {(C{H_2})_4} - $

M_este = $\dfrac{{1,29}}{{0,0075}}$ = 172 => M_A + 2 . 44 + M_B = 172 => M_B = 28 (-C₂H₄-)

B₁ : Xác định khối lượng muối

Khi đốt cháy muối : n_O2 = 0,29 ; n_Na2CO3 = 0,04 ; n_CO2 = 0,24 ; n_H2O = 0,1

Bảo toàn khối lượng : m_muối = m_CO2 + m_Na2CO3 + n_H2O – n_O2 = 7,32g

B₂ : Xác định dạng este của E

Bảo toàn C : n_{C(sp cháy)} = n_C(muối) = n_C(E) = n_CO2 + n_Na2CO3 = 0,28 mol

Bảo toàn Na : n_NaOH = 2n_Na2CO3 = 0,08 mol

Bảo toàn O : n_O(Muối) = 2n_CO2 + 3n_Na2CO3 + n_H2O – 2n_O2 = 0,12 mol

Vì E + NaOH chỉ tạo 2 muối + H₂O => E là este của phenol

B₃ : Xác định tỉ lệ mol C : H : O của E

Bảo toàn khối lượng : m_E + m_NaOH = m_muối + m_H2O

=> n_{H2O(thủy phân)} = 0,04 mol

=> n_H2O = ½ n_NaOH = 0,04 mol

Phản ứng tổng quát : E + 2xNaOH → Muối + xH₂O

Bảo toàn H : n_H(E) = n_H(muối) + 2n_H2O – n_NaOH = 2.0,1 + 2.0,04 – 0,08 = 0,2 mol

Bảo toàn O : n_O(E) = n_O(Muối) + n_H2O – n_NaOH = 0,08 mol

=> n_C : n_H : n_O = 0,28 : 0,2 : 0,08 = 7 : 5 : 2

B₄ : Biện luận CTCT và CTPT phù hợp. Từ đó tính %m

Vì số H chẵn

=> Xét chất : C₁₄H₁₀O₄ có CTCT (COOC₆H₅)₂ thỏa mãn đề bài

=> 2 muối là (COONa)₂ : 0,02 mol và C₆H₅ONa : 0,04 mol

%mC₆H₅ONa = 63,39%

n_H2 = 0,08 mol

X có chứa 7 liên kết pi nên X + H₂ theo thỉ lệ 1 : 4 ( vì X chứa 3 nhóm -COO)

0,02 mol X + NaOH → 18,44 gam rắn + 0,02 mol C₃H₅(OH)₃

n_NaOH =0,02.3.1,25 = 0,075 mol ( Vì NaOH lấy dư 25% so với cần thiết )

bảo toàn khối lượng có m + 0,075.40 = 18,44 + 0,02.92

→ m = 17,28 g