X, Y là hai axit cacboxylic mạch hở (M_X < M_Y), Z là ancol no, T là este 2 chức được tạo bởi X, Y, Z. Đun 38,86 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T với 400 ml dung dịch NaOH 1M vừa đủ thu được ancol Z và hỗn hợp F chứa hai muối có số mol bằng nhau. Cho Z vào bình chứa Na dư, thấy bình tăng 19,24 gam và thu được 5,824 lít H₂ (đktc) thoát ra ngoài bình. Đốt hoàn toàn hỗn hợp F cần 15,68 lít O₂ (đktc), thu được khí CO₂, Na₂CO₃ và 7,2 gam H₂O. Phần trăm về số mol của T trong E gần nhất với:

Đáp án A

Phương pháp giải:

T là este hai chức, mạch hở, tạo ra từ 2 axit và 1 ancol nên X, Y đơn chức và Z là ancol 2 chức.

- Đặt Z là C_nH_2n+2O₂ (n ≥ 2).

Khi ancol 2 chức tác dụng với NaOH: n_ancol = n_H2.

Mà m_{bình tăng} = m_ancol - m_H2 ⟹ m_ancol

Tính M_ancol ⟹ Công thức của ancol.

- Muối có dạng RCOONa.

BTNT H: n_H(muối) = 2n_H2O → Số H trung bình = 2 → 1 muối là HCOONa

Mà 2 muối có số mol bằng nhau → HCOONa và C_nH₃COONa

2HCOONa + O₂ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

2C_nH₃COONa + (2n + 2)O₂ → Na₂CO₃ + (2n + 1)CO₂ + 3H₂O

Từ số mol O₂ ⟹ giá trị của n ⟹ công thức của X, Y, T.

- Quy đổi E thành E': $\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Axit}\\ \mathrm{Ancol}\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\right.$(với n_H2O = -2n_este)

Từ khối lượng E → n_H2O(E')

Tính số mol các chất trong hỗn hợp E ban đầu:

+) n_T(E) = -n_H2O(E')/2

+) n_X,Y(E) = n_axit(E') - 2n_T

+) n_Z(E) = n_ancol(E') - n_T

Giải chi tiết:

T là este hai chức, mạch hở, tạo ra từ 2 axit và 1 ancol nên X, Y đơn chức và Z là ancol 2 chức.

- Đặt Z là C_nH_2n+2O₂ (n ≥ 2).

Khi ancol 2 chức tác dụng với NaOH: n_ancol = n_H2 = 0,26 mol

Mà m_ancol = m_{bình tăng} + m_H2 = 19,24 + 2.0,26 = 19,76 gam

→ M_ancol = 14n + 34 = 19,76/0,26 = 76 → n = 3 → Z là C₃H₆(OH)₂

- Muối có dạng RCOONa (0,4 mol)

n_H(muối) = 2n_H2O = 0,8 → Số H trung bình = 0,8/0,4 = 2 → 1 muối là HCOONa

Mà 2 muối có số mol bằng nhau → HCOONa (0,2 mol) và C_nH₃COONa (0,2 mol)

2HCOONa + O₂ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

0,2 →            0,1

2C_nH₃COONa + (2n + 2)O₂ → Na₂CO₃ + (2n + 1)CO₂ + 3H₂O

0,2 →                  0,2(n + 1)

→ n_O2 = 0,2(n + 1) + 0,1 = 0,7 → n = 2

Vậy X, Y là HCOOH và CH₂=CH-COOH → T là HCOO-C₃H₆-OOC-CH=CH₂.

- Quy đổi E thành: $\mathrm{E}\text{'}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{HCOOH}(0,2)\\ {\mathrm{CH}}_2=\mathrm{CH}-\mathrm{COOH}\left(0,2\right)\\ {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_6{\left(\mathrm{OH}\right)}_2\left(0,26\right)\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}: -\mathrm{a}\end{array}\right.$

Ta có: m_E = 38,86 → 0,2.46 + 0,2.72 + 0,26.76 - 18a = 38,86 → a = 0,25

Tính số mol các chất trong hỗn hợp E ban đầu:

+) n_T(E) = -n_H2O(E')/2 = 0,25/2 = 0,125

+) n_X,Y(E) = n_axit(E') - 2n_T = (0,2 + 0,2 - 2.0,125) = 0,15 mol

+) n_Z(E) = n_ancol(E') - n_T = 0,26 - 0,125 = 0,135 mol

→ %n_T(E) = $\frac{0,125}{0,125+0,15+0,135}.100\%$ = 30,49% gần nhất với 30,5%.