Đề bài
Oxi hóa 4,6 g hỗn hợp chứa cùng số mol của hai ancol đơn chức thành anđehit thì dùng hết 7,95 g CuO. Cho toàn bộ anđehit thu được phản ứng với dung dịch \(AgN{O_3}\) trong amoniac thì thu được 32,4 g bạc. Hãy xác định công thức cấu tạo của hai ancol đó, biết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
Lời giải chi tiết
Số mol \(CuO:{{7,95} \over {80}} \approx 0,1\) mol; số mol \(Ag:{{32,4} \over {108}} = 0,3\) mol
Về nguyên tắc bài tập này phải xét qua hai trường hợp sau đây:
Trường hợp 1: Hai ancol đơn chức bậc một \( \Rightarrow \) hai anđehit đơn chức
Hai anđehit đơn chức tráng gương lại phải xét hai trường hợp nhỏ.
- Trường hợp a: Hai anđehit là HCHO và RCHO \(\left( {R \ne 1} \right)\)
- Trường hợp b: Hai anđehit là HCHO và R’CHO \(\left( {R,R' \ne 1} \right)\)
Trường hợp 2: Một ancol đơn chức bậc một \( \Rightarrow \) một anđehit đơn chức.
Một anđehit tráng gương lại phải xét tiếp hai trường hợp nhỏ:
- Trường hợp a: Anđehit là HCHO
- Trường hợp b: Anđehit là RCHO \(\left( {R \ne 1} \right)\)
Tuy nhiên ancol tác dụng với CuO theo tỉ lệ mol 1:1; anđehit đơn chức tráng gương với tỉ lệ mol 1:2, chí có ancol bậc một và bậc hai mới bị oxi hóa bởi CuO. Như vậy ta có \({n_{ancol}} \le {n_{CuO}} = 0,1mol \Rightarrow {n_{Ag}} \ge 0,2mol\) . Nhưng ở đây \({n_{Ag}} = 0,3mol \Rightarrow \) Hỗn hợp đầu là hai ancol đơn chức bậc một và có một ancol là \(C{H_3}OH\) (x mol). Đặt công thức tổng quát của ancol thứ hai là \(RC{H_2}OH\) (y mol)
Sơ đồ hợp thức của quá trình oxi hóa và tráng gương
\(C{H_3}OH \to CuO \to HCHO \to 4Ag\) (1)
x \( \to \) x \( \to \)4x
\(RC{H_2}OH \to CuO \to RCHO \to 2Ag\) (2)
x \( \to \) x \( \to \)2x
Từ (1) và (2) \( \Rightarrow \left\{ \matrix{ x + y = 0,1 \hfill \cr 4x + 2y = 0,3 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow x = y = 0,05\)
Khối lượng hỗn hợp ancol \( \Rightarrow 0,05.32 + 0,05.(R + 31) = 4,6 \)
\(\Rightarrow R = 29({C_2}{H_5})\)
Vậy công thức cấu tạo của hai ancol: \(C{H_3}OH\) và \(C{H_3}C{H_2}C{H_2}OH\)
