Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan Phan 1: Este - Lipit - Chất giặt rửa A. ESTE I – KHÁI NIỆM VỀ ESTE VÀ DẪN XUẤT KHÁC CỦA AXIT CACBOXYLIC 1. Cấu tạo phân tử este - Este là dẫn xuất của axit cacboxylic. Khi thay thế nhóm hiđroxyl (–OH) ở nhóm cacboxyl (–COOH) của axit cacboxylic bằng nhóm –OR’ thì được este. Este đơn giản có công thức cấu tạo: RCOOR’ với R, R’ là gốc hiđrocacbon no, không no hoặc thơm (trừ trường hợp este của axit fomic có R là H) - Một vài dẫn xuất khác của axit cacboxylic có công thức cấu tạo như sau: Este Anhiđrit axit Halogenua axit Amit 2. Cách gọi tên este Tên gốc hiđrocacbon R’ + tên anion gốc axit (thay đuôi ic = at) 3. Tính chất vật lí của este - Giữa các phân tử este không có liên kết hiđro vì thế este có nhiệt độ sôi thấp hơn so với axit và ancol có cùng số nguyên tử C. Ví dụ HCOOCH 3 (ts = 30 o C); CH 3 CH 2 OH (ts = 78 o C); CH 3 COOH (ts = 118 o C) - Thường là chất lỏng, nhẹ hơn nước, dễ bay hơi, rất ít tan trong nước, có khả năng hòa tan nhiều chất hữu cơ khác nhau. Các este có khối lượng phân tử rất lớn có thể ở trạng thái rắn (như mỡ động vật, sáp ong…) - Các este thường có mùi thơm dễ chịu như isoamyl axetat có mùi chuối chín, etyl butirat có mùi dứa, etyl isovalerat có mùi táo II – TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ESTE 1. Phản ứng ở nhóm chức a) Phản ứng thủy phân: - Este bị thủy phân cả trong môi trường axit và bazơ. Phản ứng thủy phân trong môi trường axit là phản ứng nghịch của phản ứng este hóa: -Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm là phản ứng một chiều và còn được gọi là phản ứng xà phòng hóa: b) Phản ứng khử: - Este bị khử bởi liti nhôm hiđrua LiAlH 4 , khi đó nhóm R – CO – (gọi là nhóm axyl) trở thành ancol bậc I: 2. Phản ứng ở gốc hiđrocacbon không no a) Phản ứng cộng: b) Phản ứng trùng hợp: Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 1 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan III – ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1. Điều chế a) Phản ứng giữa axit và ancol (Este của ancol): - Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch xảy ra chậm ở điều kiện thường: - Để nâng cao hiệu suất của phản ứng có thể lấy dư một trong hai chất đầu hoặc làm giảm nồng độ các sản phẩm. Axit sunfuric đặc vừa làm xúc tác vừa có tác dụng hút nước. b) Phản ứng giữa anhiđrit axit và ancol: c) Phản ứng giữa axit và ankin: d) Phản ứng giữa phenol và anhiđrit axit hoặc clorua axit ( Este của phenol): Anhiđrit axetic Phenyl axetat 2. Ứng dụng - Làm dung môi (butyl và amyl axetat được dùng để pha sơn tổng hợp) - Poli(metyl acrylat), poli(metyl metacrylat) dùng làm thủy tinh hữu cơ, poli(vinyl axetat) dùng làm chất dẻo hoặc thủy phân thành poli(vinyl ancol) dùng làm keo dán - Một số este có mùi thơm của hoa quả được dùng trong công nghiệp thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát) và mỹ phẩm (xà phòng, nước hoa…) IV – MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP - Công thức tổng quát của este: C n H 2n + 2 – 2k – 2xO 2x ( k là số liên kết π + v trong gốc hiđrocacbon và x là số nhóm chức) - Este no đơn chức: C n H 2n O 2 (n ≥ 2) đốt cháy cho nCO 2 = nH 2 O - Este tạo bởi axit đơn chức và ancol đơn chức: RCOOR’ - Este tạo bởi axit đơn chức và ancol đa chức: (RCOO) n R’ (n ≥ 2) - Este tạo bởi axit đa chức và ancol đơn chức: R(COOR’) n (n ≥ 2) - Este tạo bởi axit đa chức và ancol đa chức: Rn(COO) mn R’ m ; khi m = n thành R(COO) n R’ este vòng Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 2 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan - Este nội phân tử: R(COO) n (n ≥ 1) ; khi thủy phân cho một sản phẩm duy nhất - Khi R là H thì este có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc do có nhóm chức anđehit - Sử dụng các công thức trung bình: R’, RCOO , COO … - Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng: + 1 mol RCOOH 1 mol RCOOC 2 H 5 ∆m = 29 – 1 = 28 gam + 1 mol C 2 H 5 OH 1 mol RCOOC 2 H 5 ∆m = (R + 27) gam + 1 mol RCOOR’ 1 mol RCOONa ∆m = |R’ – 23| gam + 1 mol RCOOR’ 1 mol R’OH ∆m = (R + 27) gam - Bài tập về phản ứng xà phòng hóa cần chú ý: + Nếu nNaOH = neste este đơn chức + Nếu nNaOH = x.neste este x chức + Nếu este đơn chức có dạng RCOOC 6 H 5 thì phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 2 2 muối và nước + Xà phòng hóa 1 este 1 muối và 1 ancol có số mol = nhau = n este và nNaOH = 2n este CT của este là R(COO) 2 R’ + Phản ứng xong cô cạn được chất rắn thì phải chú ý đến lượng NaOH còn dư hay không - Một số phản ứng cần lưu ý: + RCOOCH=CHR–R’ + NaOH RCOONa + R’CH 2 CHO + RCOOC 6 H 5 + 2NaOH RCOONa + C 6 H 5 ONa + H 2 O + RCOOCH 2 CH 2 Cl + 2NaOH RCOONa + NaCl + C 2 H 4 (OH) 2 B. LIPIT I – PHÂN LOẠI, KHÁI NIỆM VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN 1. Phân loại lipit - Lipit là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không hòa tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực như êt, clorofom, xăng dầu… - Lipit được chia làm hai loại: lipit đơn giản và lipit phức tạp. + Lipit đơn giản: sáp, triglixerit và steroit + Lipit phức tạp: photpholipit Sáp: - Este của monoancol phân tử khối lớn với axit béo phân tử khối lớn - Là chất rắn ở điều kiện thường (sáp ong…) Steroit: - Este của axit béo có phân tử khối lớn với monoancol đa vòng có phân tử khối lớn (gọi chung là sterol) - Là chất rắn không màu, không tan trong nước Photpholipit : - Este hỗn tạp của glixerol với axit béo có phân tử khối cao và axit photphoric - Ví dụ: lexithin (trong lòng đỏ trứng gà)… Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 3 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan 2. Khái niệm chất béo - Chất béo là trieste của glyxerol với các axit monocacboxylic có số chẵn nguyên tử C (thường từ 12C đến 24C) không phân nhánh, gọi chung là triglixerit. - Khi thủy phân chất béo thì thu được glyxerol và axit béo (hoặc muối) - Chất béo có công thức chung là: (R 1 , R 2 , R 3 là các gốc hiđrocacbon no hoặc không no, không phân nhánh, có thể giống nhau hoặc khác nhau) - Axit béo no thường gặp là: C 15 H 31 COOH (axit panmitic, t nc = 63 o C); C 17 H 35 COOH (axit stearic, t nc = 70 o C) - Axit béo không no thường gặp là: C 17 H 33 COOH (axit oleic hay axit cis-octađeca-9-enoic, t nc = 13 o C); C 17 H 31 COOH (axit linoleic hay axit cis,cis-octađeca-9,12-đienoic, t nc = 5 o C) - Tristearin (glixeryl tristearat) có t nc = 71,5 o C; tripanmitin (glixeryl panmitat) có t nc = 65,5 o C; triolein (glixeryl trioleat) có t nc = - 5,5 o C 3. Trạng thái tự nhiên (SGK hóa học ) II – TÍNH CHẤT CỦA CHẤT BÉO 1. Tính chất vật lí (SGK hóa học ) - Các chất béo không tan trong nước do gốc hiđrocacbon lớn của các axit béo làm tăng tính kị nước của các phân tử chất béo - Dầu thực vật thường có hàm lượng axit béo chưa no (đều ở dạng –cis) cao hơn mỡ động vật làm cho nhiệt độ nóng chảy của dầu thực vật thấp hơn so với mỡ động vật. Thực tế, mỡ động vật hầu như tồn tại ở trạng thái rắn còn dầu thực vật tồn tại ở trạng thái lỏng Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 4 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan 2. Tính chất hóa học a) Phản ứng thủy phân trong môi trường axit: Triglixerit Glixerol Axit béo b) Phản ứng xà phòng hóa: Triglixerit Glixerol Xà phòng - Khi đun nóng chất béo với dung dịch kiềm thì tạo ra glixerol và hỗn hợp muối của các axit béo. Muối natri (hoặc kali) của axit béo chính là xà phòng - Phản ứng xà phòng hóa xảy ra nhanh hơn phản ứng thủy phân trong môi trường axit và không thuận nghịch - Để xác định chất lượng của chất béo người ta thường dựa vào một số chỉ số sau: + Chỉ số axit: là số miligam KOH để trung hòa hoàn toàn các axit tự do có trong 1 gam chất béo + Chỉ số xà phòng hóa: là tổng số miligam KOH để xà phòng hóa chất béo và axit tự do có trong 1 gam chất béo + Chỉ số este: là hiệu của chỉ số xà phòng hóa và chỉ số axit + Chỉ số iot: là số gam iot có thể cộng vào liên kết bội trong mạch cacbon của 100 gam chất béo c) Phản ứng hiđro hóa: Triolein (lỏng) Tristearin (rắn) Phản ứng hiđro hóa chất béo làm tăng nhiệt độ nóng chảy của chất béo d) Phản ứng oxi hóa: Nối đôi C=C ở gốc axit không no của chất béo bị ox hóa chậm bởi oxi không khí tạo thành peoxit, chất này bị phân hủy thành anđehit có mùi khó chịu. Đó là nguyên nhân của hiện tượng dầu mỡ bị ôi thiu II – VAI TRÒ CỦA CHẤT BÉO (SGK hóa học) 1. Sự chuyển hóa của chất béo trong cơ thể 2. Ứng dụng trong công nghiệp C. CHẤT GIẶT RỬA Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 5 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan I – KHÁI NIỆM VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT GIẶT RỬA 1. Khái niệm chất giặt rửa - Là những chất khi dùng cùng với nước thì có tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên các vật rắn mà không gây ra phản ứng hóa học với các chất đó - Các chất giặt rửa lấy trực tiếp từ thiên nhiên như bồ kết, bồ hòn,…và các chất giặt rửa tổng hợp 2. Tính chất giặt rửa a) Một số khái niệm liên quan: - Chất tẩy màu làm sạch các vết bẩn nhờ những phản ứng hóa học như nước Gia-ven, nước clo… - Chất ưu nước là chất tan tốt trong nước như etanol, axit axetic, … - Chất kị nước là những chất hầu như không tan trong nước như hiđrocacbon, dẫn xuất halogen. Chất kị nước thì ưa dầu mỡ, tức tan tốt vào dầu mỡ. Chất ưu nước thì thường kị dầu mỡ b) Đặc điểm cấu trúc phân tử muối natri của axit béo: (Công thức cấu tạo gọn nhất của phân tử muối natri stearat) - Gồm đầu ưa nước là nhóm COO – Na + nối với một đuôi kị nước, ưa dầu mỡ là nhóm – C x H y (thường x ≥ 15) - Cấu trúc hóa học gồm một đầu ưa nước gắn với một đuôi dài ưa dầu mỡ là hình mẫu chung cho phân tử chất giặt rửa c) Cơ chế hoạt động của chất giặt rửa: Lấy trường hợp natri stearat làm ví dụ, đuôi ưa dầu mỡ CH 3 [CH 2 ] 16 – thâm nhập vào vết bẩn, còn nhóm COO – Na+ ưa nước lại có xu hướng kéo ra phía các phân tử nước. Kết quả là vết bẩn bị chia thành những hạt rất nhỏ được giữ chặt bởi các phân tử natri stearat, không bám vào vật rắn nữa mà phân tán vào nước rồi bị rửa trôi đi. Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 6 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan II – XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP Xà phòng Chất giặt rửa tổng hợp Giống nhau Cùng kiểu cấu trúc, đuôi dài không phân cực ưa dầu mỡ kết hợp với đầu phân cực ưa nước Đuôi dài không phân cực ưa dầu mỡ Đầu phân cực ưa nước C 17 H 35 COO – Na + Natri stearat C 17 H 35 COONa (trong xà phòng) C 12 H 25 OSO 3 – Na + Natri lauryl sunfat C 12 H 25 OSO 3 Na (trong chất giặt rửa) Khác nhau - Đuôi là gốc hiđrocacbon của axit béo, đầu là anion cacboxylat - Khi gặp Ca 2+ , Mg 2+ trong nước cứng thì natri stearat cho kết tủa làm giảm chất lượng xà phòng - Đuôi là bất kì gốc hiđrocacbon dài nào, đầu có thể là anion cacboxylat, sunfat - Natri lauryl sunfat không có hiện tượng đó nên có ưu điểm là dùng được với nước cứng Phương pháp sản xuất - Đun dầu thực vật hoặc mỡ động vật với xút hoặc KOH ở nhiệt độ và áp xuất cao - Oxi hóa parafin của dầu mỏ nhờ oxi không khí, có xúc tác, rồi trung hòa axit sinh ra bằng NaOH: Oxi hóa parafin được axit cacboxylic, hiđro hóa axit thu được ancol, cho ancol phản ứng với H 2 SO 4 rồi trung hòa thì được chất giặt rửa loại ankyl sunfat Thành phần chính - Các muối natri (hoặc kali) của axit béo, thường là natri stearat (C 17 H 35 COONa), natri panmitat (C 15 H 31 COONa), natri oleat (C 17 H 33 COONa)… - Các phụ gia thường là chất màu, chất thơm… -Ngoài chất giặt rửa tổng hợp, chất thơm, chất màu, còn có thể có chất tẩy trắng như natri hipoclorit…Natri hipoclorit có hại cho da khi giặt bằng tay Phan 2: ESTE – LIPIT A. Công thức tổng quát  Este được tạo bởi axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở và ancol no, đơn chức, mạch hở (este no, đơn chức, mạch hở): C m H 2m+1 COOC m’ H 2m’+1 hay C n H 2n O 2 (m ≥ 0; m’ ≥ 1; n ≥ 2 ).  Este đa chức được tạo bởi axit cacboxylic đa chức và ancol đơn chức: R(COOR’) n Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 7 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan  Este đa chức được tạo bởi axit cacboxylic đơn chức và ancol đa chức: (RCOO) n R’  Este đa chức được tạo bởi axit cacboxylic đa chức và ancol đa chức (cùng có n nhóm chức): R(COO) n R’  Tóm lại, có thể đặt CTTQ của este : C x H y O z (x, z ≥ 2; y là số chẵn, y ≤ 2x) B. Các dạng bài tập và các chú ý khi giải bài tập Dạng 01: Bài toán về phản ứng thuỷ phân este 1. Thuỷ phân một este đơn chức - Trong môi trường axit: Phản ứng xảy ra thuận nghịch RCOOR’ + HOH H +, t o RCOOH + R’OH - Trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá): Phản ứng một chiều, cần đun nóng RCOOR’ + NaOH → 0 t RCOOH + R’OH  Một số nhận xét :  Nếu n NaOH phản ứng = n Este ⇒ Este đơn chức.  Nếu RCOOR’ (este đơn chức), trong đó R’ là C 6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế ⇒ n NaOH phản ứng = 2n este và sản phẩm cho 2 muối, trong đó có phenolat: VD: RCOOC 6 H 5 + 2NaOH → RCOONa + C 6 H 5 ONa + H 2 O  Nếu n NaOH phản ứng = α .n este ( α > 1 và R’ không phải C 6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế) ⇒ Este đa chức.  Nếu phản ứng thuỷ phân este cho 1 anđehit (hoặc xeton), ta coi như ancol (đồng phân với andehit) có nhóm –OH gắn trực tiếp vào liên kết C=C vẫn tồn tai để giải và từ đó ⇒ CTCT của este.  Nếu sau khi thủy phân thu được muối (hoặc khi cô cạn thu được chất rắn khan) mà m muối = m este + m NaOH thì este phải có cấu tạo mạch vòng (lacton): C = O O NaOH + HO-CH 2 CH 2 CH 2 COONa  Nếu ở gốc hidrocacbon của R’, một nguyên tử C gắn với nhiều gốc este hoặc có chứa nguyên tử halogen thì khi thủy phân có thể chuyên hóa thành andehit hoặc xeton hoặc axit cacboxylic VD: C 2 H 5 COOCHClCH 3 + NaOH → 0 t C 2 H 5 COONa + CH 3 CHO CH 3 -COO CH 3 -COO CH + NaOH CH 3 -COO Na + HCHO  Bài toán về hỗn hợp các este thì nên sử dụng phương pháp trung bình.  Bài 1: Thực hiện phản ứng xà phòng hoá chất hữu cơ X đơn chức với dung dịch NaOH thu được một muối Y và ancol Z. Đốt cháy hoàn toàn 2,07 gam Z cần 3,024 lít O 2 (đktc) thu được lượng CO 2 nhiều hơn khối lượng nước là 1,53 gam. Nung Y với vôi tôi xút thu được khí T có tỉ khối so với không khí bằng 1,03. CTCT của X là: A. C 2 H 5 COOCH 3 B. CH 3 COOC 2 H 5 C. C 2 H 5 COOC 3 H 7 D. C 2 H 5 COOC 2 H 5 Giải : - Theo đề bài: X đơn chức, tác dụng với NaOH sinh ra muối và ancol ⇒ X là este đơn chức: RCOOR’. Mặt khác: m X + 2 O m = 2 CO m + OH m 2 ⇒ 44. 2 CO n + 18. OH n 2 = 2,07 + (3,024/22,4).32 = 6,39 gam Và 44. 2 CO n - 18. OH n 2 = 1,53 gam ⇒ 2 CO n = 0,09 mol ; OH n 2 = 0,135 mol OH n 2 > 2 CO n → Z là ancol no, đơn chức, mạch hở có công thức: C n H 2n+1 OH (n ≥ 1) Từ phản ứng đốt cháy Z ⇒ 2 2 CO OH n n = n n 1+ = 09,0 135,0 ⇒ n = 2. Y có dạng: C x H y COONa → T: C x H y+1 ⇒ M T = 12x + y + 1 = 1,03.29 →    = = 6 2 y x ⇒ C 2 H 5 COOC 2 H 5 → đáp án D  Bài 2: Đun 20,4 gam một chất hữu cơ A đơn chức với 300 ml dung dịch NaOH 1 M thu được muối B và hợp chất hữu cơ C. Cho C phản ứng với Na dư thu được 2,24 lit H 2 (đktc). Nung B với NaOH rắn thu được khí D có tỉ khối đối với O 2 bằng 0,5. Khi oxi hóa C bằng CuO được chất hữu cơ E không phản ứng với AgNO 3 /NH 3 . Xác định CTCT của A? A. CH 3 COOCH 2 CH 2 CH 3 B. CH 3 COO-CH(CH 3 ) 2 C. C 2 H 5 COOCH 2 CH 2 CH 3 D. C 2 H 5 COOCH(CH 3 ) 2 Giải: Chất C tác dụng với Na sinh ra khí H 2 ⇒ C là ancol. Oxi hóa C ra E không phản ứng với AgNO 3 ⇒ C không là ancol bậc 1. Các đáp án cho A là este đơn chức. Vậy B là muối của Na. Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 8 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan Nung B với NaOH rắn tạo ra D có M D = 32.0,5 = 16. Vậy D là CH 4 ⇒ Gốc R trong D là CH 3 Đặt công thức của A là RCOOR’ CH 3 COOR’ + NaOH → CH 3 COONa + R’OH R’OH + Na → R’ONa + H 2 Ta có: 2 H n = 0,1 mol ⇒ n Ancol = 2.0,1 = 0,2 mol n NaOH = 0,3 mol > n Ancol ⇒ NaOH dư, este phản ứng hết. ⇒ n Este = n Ancol = 0,2 mol ⇒ M este = 20,4/0,2 = 102 ⇒ R’ = 102 – 59 = 43 ⇒ gốc R’ là C 3 H 7 - và ancol bậc 2 ⇒ đáp án B đúng  Bài 3: X là một chất hữu cơ đơn chức có M = 88. Nếu đem đun 2,2 gam X với dung dịch NaOH dư, thu được 2,75 gam muối. Công thức cấu tạo thu gọn của chất nào sau đây phù hợp với X: A. HCOOCH 2 CH 2 CH 3 . B. CH 3 CH 2 CH 2 COOH. C. C 2 H 5 COOCH 3 . D. HCOOCH(CH 3 ) 2 . Giải: * Nhận xét: Với lập luận X là chất hữu cơ no, đơn chức, phản ứng với dung dịch NaOH nên X là axit hoặc este (loại khả năng là phenol vì M phenol ≥ 94 > 88 ( OHHC M 56 = 94)). Về nguyên tắc ta có thể giải để tìm ra kết quả (Đáp án B). Tuy nhiên, nếu lưu ý một chút ta có thể tìm ra đáp án mà không cần lời giải: Do X đơn chức phản ứng với NaOH dư nên n muối = n X . Mà lại có m muối > m X nên M muối > M X Vậy R’ < M Na = 23. Vậy R’ chỉ có thể là H- hoặc CH 3 Vậy chỉ có đáp án B đúng. !Lưu ý: + Nếu đề bài cho biết X (có thể là axit hoặc este, có công thức RCOOR’) phản ứng với NaOH, mà m muối > m X thì R’ < M Na = 23. R’ chỉ có thể là H- hoặc CH 3 - + Nếu cho rõ X là este mà có m muối > m este thì nó phải là este của ancol CH 3 OH (M R’ = 15, R’ là CH 3 -) VD: Cho 4,2 g este đơn chức no E tác dụng hết với dung dịch NaOH ta thu được 4,76 g muối natri. Vậy công thức cấu tạo của E có thể là: A CH 3 –COOCH 3 B. HCOOCH 3 C. CH 3 COOC 2 H 5 D. HCOOC 2 H 5 Giải: Ta thấy: Khi thủy phân este mà m muối >m este , vậy gốc R’ là CH 3 - ⇒ loại đáp án C và D Vì RCOOR’ → RCOONa Theo phương pháp tăng giảm khối lượng: Cứ 1 mol este phản ứng thì khối lượng m tăng = 23 – 15 = 8 Khối lượng tăng thực tế là 4,76 – 4,2 = 0,56 g ⇒ n este = n muối = 0,56/8 = 0,07 (mol) ⇒ M muối = 4,76/0,07 = 68 ⇒ R = 68 – 67 = 1 (R là H). Vậy đáp án B đúng.  Bài 4: X là một este no đơn chức, có tỉ khối hơi đối với CH 4 là 5,5. Nếu đem đun 2,2 gam este X với dung dịch NaOH (dư), thu được 2,05 gam muối. Công thức cấu tạo thu gọn của X là: (Đề khối B – 2007) A. C 2 H 5 COOCH 3 . B. HCOOCH 2 CH 2 CH 3 . C. CH 3 COO C 2 H 5 D. HCOOCH( CH 3 ) 2 . Giải: M este = 5,5.16 = 88 → n este = 2,2/88 = 0,025 mol ⇒ n Este = n muối = 0,025 mol ⇒ M muối = 2,05/0,025 = 82 ⇒ R=82 – 67 = 15 ⇒ R là CH 3 - ⇒ Đáp án C đúng * Chú ý: Ta có thể dùng phương pháp loại trừ để tìm đáp án: Từ đề bài: m este > m muối ⇒ X không thể là este của ancol CH 3 OH ⇒ đáp án A loại. Từ phản ứng thủy phân ta chỉ xác định được CTPT của các gốc R và R’ mà không thể xác định được cấu tạo của các gốc do đó B và D không thể đồng thời đúng do đó ta loại trừ tiếp B và D. Vậy chỉ có đáp án C phù hợp  Bài 5: Cho 20 gam chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O và một loại nhóm chức) có tỉ khối hơi so với O 2 bằng 3,125, tác dụng với 0,3 mol NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 23,2 gam bã rắn. CTCT của X có thể là: A. CH 3 COOCH=CH-CH 3 . B. C 2 H 5 COOCH=CH 2 . C. CH 2 CH=CHCOOCH 3 . D. CH 2 =CHCOOC 2 H 5 . Giải: * Nhận xét: Từ các đáp án ta thấy chúng đều là este. Đặt công thức este là RCOOR’ M este = 3,125.32 = 100 ⇒ n este = 20/100 = 0,2 mol ⇒ n NaOH pư = n este = 0,2 mol ⇒ n NaOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol → m NaOH = 0,1.40 = 4 g ⇒ m muối = 23,2 – 4 = 19,2 g ⇒ M muối = 19,2/0,2 = 96 ⇒ R = 96 – 67 = 29 ⇒ R là C 2 H 5 - Vậy đáp án chỉ có thể là B. * Chú ý: Nếu không xét sự chuyển hóa của ancol không bền ta có thể công thức ancol là RCOOR’ (hoặc chi tiết hơn đặt công thức X là RCOOC x H y ). RCOOC x H y + NaOH → RCOONa + C x H y+1 O OHC 1yx + Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 9 Các dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan Áp dụng BTKL: m este + m NaOH (ban đầu) = m bã rắn + m OHC 1yx + ⇒ m OHC 1yx + = 20 + 40.0,3 – 23,2 = 8,8 g n OHC 1yx + = n X = 0,2 mol ⇒ M OHC 1yx + = 8,8/0,2 = 44 ⇒ 12x + y = 27 ⇒    = = 3 2 y x ⇒ gốc Hidrocacbon R’: –CH=CH 2 ⇒ chỉ có đáp án B phù hợp.  Bài 6: Đun nóng 0,1 mol este no, đơn chức mạch hở X với 30 ml dung dịch 20% (D = 1,2 g/ml) của một hiđroxit kim loại kiềm A. Sau khi kết thúc phản ứng xà phòng hoá, cô cạn dung dịch thì thu được chất rắn Y và 4,6 gam ancol Z, biết rằng Z bị oxi hoá bởi CuO thành sản phẩm có khả năng phản ứng tráng bạc. Đốt cháy chất rắn Y thì thu được 9,54 gam muối cacbonat, 8,26 gam hỗn hợp CO 2 và hơi nước. Công thức cấu tạo của X là: A. CH 3 COOCH 3 B. CH 3 COOC 2 H 5 C. HCOOCH 3 D. C 2 H 5 COOCH 3 Giải : X là este no, đơn chức, mạch hở : C n H 2n+1 COOC m H 2m+1 ( 0 ≤ n; 1 ≤ m) Ta có: n X = n AOH (pư) = n Z = 0,1 mol ⇒ M Z = 14m + 18 = 1,0 6,4 = 46 ⇒ m = 2 Mặt khác: n A = )17M.(100 20.2,1.30 A + = 2. 60M2 54,9 A + ⇒ M A = 23 → A là Na ⇒ n NaOH (ban đầu) = mol18,0 40 2,7 = Y    =− + mol08,01,018,0:dNaOH mol1,0:COONaHC 1n2n  → + 0 2 t,O      OH CO CONa 2 2 32 Vậy: m Y + /)p(m 2 O = OHCOCONa 2232 mmm ++ Hay 0,1(14n+68) + 0,08.40 + 32.1,0. 2 )1n3( + = 9,54 + 8,26 ⇒ n = 1 ⇒ X : CH 3 COOCH 3 → đáp án A 2. Thuỷ phân hỗn hợp các este  Bài 7: Một hỗn hợp A gồm 2 este đơn chức X, Y (M X < M y ). Đun nóng 12,5 gam hỗn hợp A với một lượng dung dịch NaOH vừa đủ thu được 7,6 gam hỗn hợp ancol no B, đơn chức có khối lượng phân tử hơn kém nhau 14 đvC và hỗn hợp hai muối Z. Đốt cháy 7,6 gam B thu được 7,84 lít khí CO 2 (đktc) và 9 gam H 2 O. Phần trăm khối lượng của X, Y trong hỗn hợp A lần lượt là: A. 59,2%; 40,8% B. 50%; 50% C. 40,8%; 59,2% C. 66,67%; 33,33% Bài giải : Từ đề bài ⇒ A chứa 2 este của 2 ancol đồng đẳng kế tiếp Đặt công thức chung của ancol là OHHC 1n2n + 2 CO n = 7,84/22,4 = 0,35 mol; OH 2 n = 9/18 = 0,5 mol ⇒ n B = OH 2 n - 2 CO n = 0,5 – 0,35 = 0,15 mol ⇒ n = B CO n n 2 = 2,33. Vậy B    mol05,0:OHHC mol1,0:OHHC 73 52 Đặt công thức chung của hai este là RCOOR ′ ⇒ n este = n NaOH = n muối = n Y = 0,15 mol ⇒ m Z = 12,5 + 0,15.40 – 7,6 = 10,9 g ⇒ muèi M = R M + 67 = 15,0 9,10 =72,67 ⇒ R M = 5,67 Như vậy trong hai muối có một muối là HCOONa Hai este X, Y có thể là: (I)    73 52 HCOOCHC HHCOOC yx hoặc (II)    52yx 73 HCOOCHC HHCOOC - trường hợp (I) ⇒    = = 3y 1x - trường hợp (II) ⇒ 12x + y = 8 ( loại) Vậy A    %8,40:HCOOCCH:Y %2,59:HHCOOC:X 733 52 → đán án A 3. Thuỷ phân este đa chức + R(COOR’) n + nNaOH → R(COONa) n + nR’OH , n ancol = n.n muối + (RCOO) n R’ + nNaOH → nRCOONa + R’(OH) n , n muối = n.n ancol + R(COO) n R’ + nNaOH → R(COONa) n + R’(OH) n , n ancol = n muối Nguồn: Luyện Thi Tốt Nghiệp 10 [...]... thc trung bỡnh ca 2 este X, Y l: CnH2n+1COO C m H 2 m +1 Vỡ X, Y u l este n chc, no, mch h nờn: n H 2O = nCO2 = 6,38/44 = 0,145 mol meste + mO2 = 44 nCO2 + 18 n H 2O meste = 3,31 gam Ta cú : mO (trong este) = meste mC mH = 3,31 12.0,145 2.1.0,145 = 1,28 g nO = 1,28/16 = 0,08 mol neste = 0,04 mol nmui = neste = 0,04 mol Mmui = 14n + 84 = 3,92/0,04 = 98 n = 1 Mt khỏc: M este = 3,31/0,04 = 82,75... phng trỡnh phn ng di dng tng quỏt v ly VD hon thnh cỏc phn ng sau: 1 Este + NaOH 1 mui + 1 ancol 2 Este + NaOH 1 mui + 2 ancol 3 Este + NaOH 2 mui + 1 ancol 4 Este + NaOH n (phõn t) mui + m (phõn t) ancol 5 Este + NaOH 1 mui + 1 andehit 6 Este + NaOH 1 mui + 1 xeton 7 Este + NaOH 2 mui + nc 8 Este + NaOH 2 mui + 1 ancol + nc 9 Este + NaOH 1 sn phm duy nht Cõu 2 Hon thnh cỏc phn ng theo s sau... cu to ca hai este? Bài 3.2 X l hn hp ca hai este ng phõn vi nhau cú t khi hi so vi CO 2 l 2 Thy phõn 35,2 gam X bng 4 lớt dung dch NaOH 0,2 M c dung dch Y Cụ cn Y thu c 44,6 gam cht rn khan Bit hai este do ancol no n chc v axit no n chc to thnh Xỏc nh cụng thc phõn t ca cỏc este Bài 3.3 t chỏy hon ton mt lng hn hp hai este no n chc, mch h cn 3,976 lớt oxi ( ktc) thu c 6,38 g CO2 Cho lng este ny tỏc... cú th cú ca este A b t chỏy hon ton hn hp 3 axit trờn ri cho sn phm chỏy hp th ht vo 500 ml dung dch NaOH 1 M Tớnh khi lng mui natri to thnh (H Thng mi-99) Dng 03:ưPhản ứng thuỷ phân hỗn hợp các este Ngun: Luyn Thi Tt Nghip 17 Cỏc dng bi toỏn Este Trn Vn Cng Kim ngan Bài 3.1 Cú hai este l ng phõn ca nhau v u do cỏc axit no mt ln v ancol no mt ln to thnh x phũng húa 22,2 gam hn hp hai este núi trờn... bi toỏn: Tớnh hng s cõn bng K: Kcb = RCOOR' H2O RCOOH R'OH Tớnh hiu sut phn ng este hoỏ: H= lư ợng este thuưđư ợcưtheoưthựcưtế 100% lư ợng este thuưđư ợcưtheoưlíưthuyết Tớnh lng este to thnh hoc axit cacboxylic cn dựng, lng ancol * Chỳ ý: Nu tin hnh phn ng este húa gia mt ancol n chc vi m axit cacboxylic n chc thỡ s este ti n(n 1) n(n + 1) = , m=n n + a cú th thu c l: 2 2 (Cú th chng minh cỏc... 770 mmHg a Xỏc nh cụng thc phõn t v cụng thc cu to ca Y b thu phõn 16,51 gam este ca Y vi axit cacboxylic n chc B cn dựng 7,8 gam NaOH Khi thu phõn 0,03 mol este cn dựng 180 ml NaOH 0,5 M Hóy xỏc nh cụng thc cu to ca B v ca este c Hóy dựng mt thuc th phõn bit Y, B v este núi trờn (H Thng Long - 2001) *Bi 2.6 un núng 7,2 g este A vi dung dch NaOH d Phn ng kt thỳc thu c glyxerol v 7,9 g hn hp mui Cho... n) este Z : (C2H5COO)mCnH2n+2-m Meste = 73m + 14n + 2 m = 8,7 m hay 14n + 2 = 15m 0,1 (2) Mt khỏc d Y O2 < 2 hay 14n + 2 + 16m < 64 30m + 2 < 64 (vỡ m n) m < 2,1 n = 2 T (2) ancol Y : C2H4(OH)2 m = 2 Z : C2H5COOCH2CH2OCOC2H5 ỏp ỏn A Dng 03: Bi toỏn v phn ng t chỏy este - t cụng thc ca este cn tỡm cú dng: CxHyOz ( x, z 2; y l s chn; y 2x ) 0 y z y )O2 t xCO2 + H 2 O 4 2 2 Nu t chỏy este. .. thu c n H 2O = nCO2 Este A l este no, n chc, mch h Nu t chỏy axit cacboxylic a chc hoc este a chc, s cú t 2 liờn kt tr lờn n H 2O < nCO2 Phn ng chỏy: C x H y O z + ( x + Phn ng t chỏy mui CnH2n+1COONa: 2CnH2n+1COONa + (3n+1)O2 Na2CO3 + (2n+1)CO2 + (2n+1)H2O Bi 1: t chỏy hon ton mt lng hn hp hai este X, Y, n chc, no, mch h cn 3,976 lớt oxi (ktc) thu c 6,38 gam CO2 Cho lng este ny tỏc dng va vi... 0,064 gam mO (X) = 0,256 gam 44 18 x : y : 2 = 0,04 : 0,064 : 0,016 = 5 : 8 : 2 Cụng thc ca X: C5H8O2 Vỡ X l este n chc (X khụng th l este n chc ca phenol) nX = nY = nz = nNaOH = 0,05 mol Ta cú : mX + mNaOH (p) = 5 + 0,05.40 = 7 gam = mmui Y E l este mch vũng ỏp ỏn C Dng 04: Bi toỏn hn hp este v cỏc cht hu c khỏc ( ancol, axit cacboxylic, ) Khi u bi cho 2 chc hu c khi tỏc dng vi NaOH hoc KOH m to... gm axit axetic v etanol Chia A thnh ba phn bng nhau + Phn 1 tỏc dng vi Kali d thy cú 3,36 lớt khớ thoỏt ra + Phn 2 tỏc dng vi Na2CO3 d thy cú 1,12 lớt khớ CO2 thoỏt ra Cỏc th tớch khớ o ktc Ngun: Luyn Thi Tt Nghip 11 Trn Vn Cng Cỏc dng bi toỏn Este Kim ngan + Phn 3 c thờm vo vi git dung dch H 2SO4, sau ú un sụi hn hp mt thi gian Bit hiu sut ca phn ng este hoỏ bng 60% Khi lng este to thnh l bao nhiờu? . dạng bài toán Este Trần Văn Cường Kim ngan Phan 1: Este - Lipit - Chất giặt rửa A. ESTE I – KHÁI NIỆM VỀ ESTE VÀ DẪN XUẤT KHÁC CỦA AXIT CACBOXYLIC 1. Cấu tạo phân tử este - Este là dẫn xuất. Nếu nNaOH = neste este đơn chức + Nếu nNaOH = x.neste este x chức + Nếu este đơn chức có dạng RCOOC 6 H 5 thì phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 2 2 muối và nước + Xà phòng hóa 1 este 1 muối. Nhận xét: Từ các đáp án ta thấy chúng đều là este. Đặt công thức este là RCOOR’ M este = 3,125.32 = 100 ⇒ n este = 20/100 = 0,2 mol ⇒ n NaOH pư = n este = 0,2 mol ⇒ n NaOH dư = 0,3 – 0,2 =