Question

[Nguyễn Hoàng Nam]

Hỗn hợp X gồm 3 axit đơn chức mạch hở trong đó có hai axit no là đồng đẳng kế tiếp và một axit không no có một liên kết đôi. Cho m gam X tác dụng với dung dịch chứa 0,7 mol NaOH. Để trung hòa lượng NaOH dư cần 200ml dung dịch HCl 1M và thu được dung dịch D. Cô cạn cẩn thận D thu được 52,58 gam chất rắn khan E. Đốt cháy hoàn toàn E rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm khí và hơi vào bình đựng dung dịch NaOH dư thấy khối lượng bình tăng 44,14 gam. Thành phần % khối lượng axit không no là

A. 44,89.

B. 48,19.

C. 40,57.

D. 36,28.

Answer 1

[Ngô Quang Sinh]

Đáp án B

Gọi công thức chung của ba axit là RCOOH

n_{NaOH dư} = n_HCl = 0,2(mol)

=>n_{NaOH phản ứng} = 0,5 (mol) = n_axit

Cô cạn dung dịch D thu được chất rắn khan E gồm 0,2 mol NaCl va 0,5 mol RCOONa

  m E = 52 , 58 ( g ) = 0 , 2 . 58 , 5 + ( R + 67 ) . 0 , 5 ⇒ R = 14 , 76  

=>trong X có HCOOH

Mà X có 2 axit no, đơn chức, mạch hở là đồng đẳng kế tỉếp

=>X có HCOOH; CH₃COOH

Ta thấy khi đốt cháy axit no, đơn chức, mạch hở ta thu được  n C O 2 = n H 2 O ; khi đốt cháy axit đơn chức, không no có một liên kết đôi ta thu được  n C O 2 - n H 2 O = n a x i t .

Do đó ta thấy để tính số mol của axit không no cần tính được số mol H₂O và CO₂ khi đốt cháy axit ban đầu.

Giả sử khi đốt cháy hoàn toàn axit ban đầu thu được X mol CO₂ và y mol H₂O.

Ta cần lập hai phương trình của x và y để từ đó tìm x và y.

C ó   m R C O O N a = 52 , 58 - m N a C l = 40 , 88 ( g )  

Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:

m a x i t + 22 n a x i t = m R C O O N a ⇒ m a x i t = 29 , 88 ( g ) M à   m a x i t = m C + m H + m O   v ớ i   n O   t r o n g   a x i t = 2 n a x i t   = 1 ( m o l ) ⇒ m C   t r o n g   a x i t + m H   t r o n g   a x i t = 13 , 88 ( g ) = 12 x + 2 y   ( 1 )

Mặt khác xét phản ứng đốt cháy hoàn toàn E thu được NaCl; Na₂CO₃; CO₂ và H₂O

T r o n g   đ ó   n N a 2 C O 3 = 1 2 n R C O O N a   = 0 , 25 ( m o l ) ;   m H 2 O + m C O 2 = m b ì n h   N a O H   t ă n g = 44 , 14 ( g )

Bảo toàn nguyên tố C, H ta có tổng khối lượng CO₂ và H₂O khi đốt cháy axit là:

44 x + 18 y = 44 , 14 + 44 . n N a 2 C O 3 + 18 1 2 n R C O O H = 59 , 64 ( g )   ( 2 )

(1) và (2) suy ra x = 1,02(mol); y = 0,82(mol)

Đến đây ta đã hoàn thành mục đích tính được số mol H₂O và CO₂ khi đốt cháy axit

⇒ n a x i t   k h ô n g   n o = n C O 2 - n H 2 O = 0 , 2 ( m o l ) T a   c ó :   n C O 2   d o   đ ố t   c h á y   a x i t   n o ≥ 0 , 3 ( m o l ) ⇒ n C O 2   d o   đ ố t   c h á y   a x i t   k h ô n g   n o ≥ 0 , 72 ( m o l ) ⇒ C   a x i t   k h ô n g   n o   ≤ 3 , 6

=>axit không no chỉ có thể là C₂H₃COOH.

Vậy %m_{axit không no} = 48,19%

Chú ý: Đây là bài toán khá khó, cần sử dụng kết hợp các phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, bảo toàn nguyên tố. Điểm mấu chốt của bài toán là ta xác định được để tính số mol axit không no cần xét phản ứng đốt cháy axit ban đầu, từ đó đưa bài toán về đốt cháy axit ban đầu.