Cho hỗn hợp E gồm hai este mạch hở, không nhánh X, Y (M_X < M_Y) tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được ancol Z và 10,76 gam hỗn hợp muối T. Cho toàn bộ Z vào bình chứa Na dư thấy có 0,08 mol khí H₂ thoát ra và khối lượng bình tăng 7,2 gam so với ban đầu. Đốt cháy hoàn toàn T, thu được Na₂CO₃, H₂O và 0,08 mol CO₂. Phần trăm khối lượng của X trong E là:

Đáp án: 25,26%

Phương pháp giải:

*Khi ancol Z + Na:

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

Từ n_H2 ⟹ n_ancol ⟹ mối liên hệ giữa R và t ⟹ R, t thỏa mãn ⟹ công thức ancol.

*Khi cho E + NaOH

n_{NaOH pư} = n_COO = n_C2H5OH

BTNT.Na ⟹ n_Na2CO3 = 0,5n_NaOH

Dùng BTKL phản ứng NaOH: m_E + m_NaOH = m_muối + m_ancol ⟹ m_E

BTNT.C ⟹ n_C(muối) = n_{CO2 đốt muối} + n_Na2CO3.

Nhận thấy n_COO = n_{C trong muối} nên nguyên tử C chỉ nằm trong nhóm COO ⟹ 2 muối là HCOONa và (COONa)₂.

Giải chi tiết:

*Khi ancol Z + Na:

m_{bình tăng} = m_ancol - m_H2 ⟹ m_ancol = 7,2 + 0,08.2 = 7,36 gam.

Gọi CTTQ ancol là R(OH)_t (t = 1 hoặc t = 2 do các este không phân nhánh).

R(OH)_t + tNa → R(ONa)_t + 0,5t H₂

0,16/t          ←                         0,08  (mol)

⟹ M_ancol = 7,36 : (0,16/t) = 46t

⟹ R + 17t = 46t ⟹ R = 29t

⟹ t = 1; R = 29 ⟹ Z: C₂H₅OH thỏa mãn.

*Khi cho E + NaOH

n_{NaOH pư} = n_COO = n_C2H5OH = 0,16 mol

⟹ n_Na2CO3 = 0,5n_NaOH = 0,08 mol (BTNT.Na)

Dùng BTKL phản ứng NaOH: m_E + m_NaOH = m_muối + m_ancol

⟹ m_E = 10,76 + 7,36 - 0,16.40 = 11,72 gam

BTNT.C ⟹ n_C(muối) = n_{CO2 đốt muối} + n_Na2CO3 = 0,08 + 0,08 = 0,16 mol.

Nhận thấy n_COO = n_{C trong muối} nên nguyên tử C chỉ nằm trong nhóm COO

⟹ Muối gồm \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{HCOON{\rm{a}}:a}\\{{{(COON{\rm{a}})}_2}:b}\end{array}} \right.\)

⟹\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{n_{NaOH}} = a + 2b = 0,16}\\{{m_{muoi}} = 68{\rm{a}} + 134b = 10,76}\end{array}} \right.\)⟹\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = 0,04}\\{b = 0,06}\end{array}} \right.\)

⟹\(E\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{HCOO{C_2}{H_5}:0,04\left( X \right)}\\{{{(COO{C_2}{H_5})}_2}:0,06\left( Y \right)}\end{array}} \right.\)

⟹ %m_X = 25,26%.