Hỗn hợp X gồm ba este đều no, mạch hở, trong phân tử chỉ chứa một loại nhóm chức. Đốt cháy hoàn toàn 35,34 gam X cần dùng 1,595 mol O2, thu được 22,14 gam nước. Mặt khác đun nóng 35,34 gam X với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Y chứa hai muối của hai axit có mạch không phân nhánh và 17,88 gam hỗn hợp Z gồm một ancol đơn chức và một ancol hai chức có cùng số nguyên tử cacbon. Phần trăm khối lượng của este đơn chức trong hỗn hợp X là
A. 7,47%
B. 4,98%
C. 12,56%
D. 4,19%
Chọn đáp án B
35,34 gam X + 1,595 mol O2 → ? CO2 + 22,14 gam H2O.
Bảo toàn khối lượng có:
nCO2 = 1,46 > nH2O
⇒ có chứa este ≥ 2 chức.
Do Y gồm các axit mạch không phân nhánh
⇒ chứa tối đa 2 chức.
Lại có Z chỉ chứa tối đa 2 chức
⇒ este mạch hở chỉ chứa tối đa 2 chức
⇒ X gồm hỗn hợp các este no, mạch hở, đơn chức hoặc 2 chức.
Bảo toàn nguyên tố oxi:
nO/X = 1,46 × 2 + 1,23 – 1,595 × 2 = 0,96 mol
→ nCOO = 0,48 mol.
Ta có:
nCO2 – nH2O = (k – 1).nHCHC với k là độ bất bão hòa của HCHC.
Áp dụng:
nCO2 – nH2O = neste 2 chức = 0,23 mol
→ neste đơn chức = 0,48 – 0,23 × 2 = 0,02 mol.
Z gồm 2 ancol có dạng CnH2n+2O và CnH2n+2O2 (n ≥ 2).
Đặt nCnH2n+2O = x; nCnH2n+2O2 = y
→ 0,48 ÷ 2 < x + y < 0,48
→ 0,24 < x + y < 0,48
Lại có:
mZ = (x + y).(14n + 2) + 16x + 32y = 17,88
→ (x + y).(14n + 2) = 10,2
→ 14n + 2 = 10,2 ÷ (x + y)
⇒ 10,2 ÷ 0,48 < 14n = 2 < 10,2 ÷ 0,24
⇒ 1,375 < n < 2,9
⇒ 2 ancol là C2H6O và C2H6O2.
→ x + 2y = 0,48; 46x + 62y = 17,88
⇒ x = 0,2 mol; y = 0,14 mol.
Quy Y về HCOONa, (COONa)2, C2 với số mol là a, b và c.
Bảo toàn khối lượng:
mY = 35,34 + 0,48 × 40 – 17,88
= 36,66 = 68a + 134b + 14c
Bảo toàn nguyên tố Cacbon:
a + 2b + c + 0,2 × 2 + 0,14 × 2 = 1,46
nCOO = a + 2b = 0,48.
Giải hệ có: a = c = 0,3 mol; b = 0,09 mol.
⇒ ghép vừa đủ 1 CH2 cho HCOONa
⇒ 2 muối là CH3COONa và (COONa)2.
⇒ este đơn chức là CH3COOC2H5
⇒ %meste đơn chức = 0,02 × 88 ÷ 35,34 × 100% = 4,98%.