Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của este là một trong các dạng của toán este. Làm được dạng này các bạn sẽ có kĩ năng trong việc giải toán este. Hiểu được công thức cấu tạo áp dụng trong các bài toán liên quan đến tìm chất hoặc gián tiếp là tìm chất rồi tính toán theo yêu cầu đề bài. Dạng toán này cũng là một dạng học sinh cần chú ý vì có thể ra trong các đề thi.
Để tìm hiểu sâu hơn, mời bạn đọc tham khảo bài viết dưới đây.
1. Phương pháp giải:
- Cần nắm vững kiến thức lý thuyết về tính chất hóa học của este.
- CTTQ:
+ este no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2 ( n>=2)
+ Este đơn chức: CxHyO2, y chẵn hay RCOOR’ ( R’ # H )
+ Este 2 chức: R1-OOC-R-COO-R2 ( axit 2 chức R(COOH)2, rượu đơn chức R1OH, R2OH) hoặc R1-COO-R-OOC-R2 ( axit đơn chức R1COOH, R2COOH, rượu 2 chức R(OH)2; R1 và R2 có thể giống hoặc khác nhau.
- Nhận dạng este:
+ Khi đốt cháy hoàn toàn 1 este thu được: nCO2 = nH2O => este no, đơn chức, mạch hở
nCO2 > nH2O => este không no
+ Khi xà phòng hóa 1 este có: nNaoH/neste= 1: 1 => este đơn chức
+ số chức của este được xác định bằng nNaoH/neste
- Xác định CTPT của este:
+ Xác định KLPT của este: từ Meste => CTPT este
+ Từ phản ứng thủy phân, xác định ancol và axit trong este => CTPT este
- Cần lưu ý:
+ Phản ứng thủy phân este có các trường hợp đặc biệt: khi gốc rượu có C mang nối đôi gắn trực tiếp với nhóm cacboxyl. Khi đó, sản phẩm của phản ứng thủy phân không phải ancol mà sẽ là andehit ( nếu C mang nối đôi là bậc 1) hoặc xeton ( nếu C mang nối đôi là bậc 2)
RCOOCH=CH – R’+ NaOH → RCOONa + R’CH2CHO
RCOOC=C(R2)– R1 + NaOH ->, RCOONa + R2 – CO – R1
+ Este của phenol: khi thủy phân trong kiềm:
RCOOC6H5 + NaOH → RCOONa + C6H5OH
C6H5OH + NaOH -> C6H5ONa + H2O
- Kết hợp với các kiến thức đã học để xác định cấu tạo chính xác của este:
+ este làm mất màu nước Brom => este có nối đôi
+ este đơn chức có phản ứng tráng bạc => este của axit fomic. HCOOR
…
II. Bài tập ví dụ:
Ví dụ 1:
Hợp chất hữu cơ đơn chức, k phân nhánh X có chứa các nguyên tố C, H, O. X tác dụng được với NaOH và tham gia phản ứng tráng bạc. 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với NaOH, sau phản ứng thu được 6g một ancol. Xác định CTCT của X.
Lời giải
Theo đề bài: X + NaOH => X là axit cacboxylic hoặc este
Mặt khác: X tham gia phản ứng tráng bạc => X là este của axit fomic
CTTQ của X: HCOOR
HCOOR + NaOH---- HCOONa + ROH
0,1 0,1
MROH = 6/0,1 = 60 => R = 43: C3H7
X không phân nhánh nên X có CTCT là: HCOOCH2CH2CH3
Ví dụ 2:
Đốt cháy m (g) este mạch hở X tạo thành 0,4 mol CO2 và 5,4g H2O.. 1 mol X làm mất màu dung dịch chứa 160g Br2. 1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol kiềm tạo ra một sản phẩm thủy phân có thể tham gia phản ứng tráng bạc. Xác định CTPT, CTCT X.
Lời giải:
1 mol X làm mất màu 1 mol Br2 => trong X có chứa 1 nối đôi
1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol NaOH => X đơn chức
=> Đặt CTPT của este X là: CnH2n-2O2
Có: nC:nH = n : (2n-2) = 0,4 : 0,6 => n = 4
CTPT của X: C4H6O2
X thủy phân cho sản phẩm tham gia phản ứng tráng bạc
TH1: X là este của axit fomic:=> X có CTCT: HCOOCH=CH-CH3 hoặc HCOOC(CH3)=CH2
TH2: X thủy phân ra andehit: => X có CTCT: CH3COOCH=CH2
=> Có 3 CTCT của X phù hợp đề bài.HCOOCH=CH-CH3; HCOOC(CH3)=CH2; CH3COOCH=CH2
Ví dụ 3:
Este mạch thẳng A có CTPT C7H12O4 chỉ chứa 1 loại nhóm chức. Để thủy phân 16g A cần vừa đủ 200g dung dịch NaOH 4%, thu được 1 ancol B và 17,8g hỗn hợp 2 muối. Xác định CTCT của A.
Lời giải:
nNaOH = 0,2 mol
nA= 0,1 mol
=> A là este 2 chức
- Lại có: A + NaOH => hỗn hợp 2 muối => A có dạng: R1-COO-R-OOCR2
R1-COO-R-OOC-R2 + 2NaOH --- R1COONa + R2COONa + R(OH)2
0,1 0,1 0,1
M muối = 0,1. ( R1 + R2 + 134) = 17,8 g
=> R1 + R2 = 44
R1 = 1: HCOONa thì R2= 43: C3H7COONa
R2=15: CH3COONa thì R2 = 29: C2H5COONa
Mặt khác: BTKL => mR(OH)2 = (16+ 8 -17,8).0,1 = 6,2
=> R(OH)2 = 62
=> R= 28 => C2H4(OH)2
X k phân nhánh nên có thể có 2 CTCT phù hợp là:
HCOO-CH2-CH2-OOC-CH2-CH2-CH3
CH3COOCH2-CH2-OOCCH2CH3
Ví dụ 4:
Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este đơn chức X trong NaOH dư, thu được 19,8 g hỗn hợp gồm 2 muối. Biết X không phản ứng với Brom. Xác định CTPT và CTCT của X.
Lời giải:
0,1 mol este đơn chức X + 0,3 mol NaOH thu được hỗn hợp 2 muối => X là este 2 chức dạng R1-OOC-R-COOR2 hoặc X là este của phenol.
Trường hợp 1: X là este 2 chức R1-OOC-R-COOR2
Tương tự VD3: tính được R1 + R2 = 64, X k phản ứng với Brom nên R1 và R2 đều no, k chọn được cặp giá trị thỏa mãn.
Trường hợp 2: X là este của phenol => X có dạng: RCOOC6H5
RCOOC6H5 + 2NaOH -à RCOONa + C6H5ONa + H2O
=>M(muối) = 0,1.(R + 67) + 0,1.116 = 19,8
=> R = 15: CH3
=>X là: CH3COOC6H5
Hi vọng bài viết trên đã cung cấp cho bạn thêm những kiến thức về este để vận dụng liên quan giải các dạng toán khác. Mỗi dạng toán este sẽ liên quan đến nhau và giúp bạn có những kĩ năng linh hoạt để giải quyết những bài vận dụng cao. Chúc bạn trong quá trình học thật tốt và có một kì thi thật thành công !
Để tìm hiểu sâu hơn, mời bạn đọc tham khảo bài viết dưới đây.
- Cần nắm vững kiến thức lý thuyết về tính chất hóa học của este.
- CTTQ:
+ este no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2 ( n>=2)
+ Este đơn chức: CxHyO2, y chẵn hay RCOOR’ ( R’ # H )
+ Este 2 chức: R1-OOC-R-COO-R2 ( axit 2 chức R(COOH)2, rượu đơn chức R1OH, R2OH) hoặc R1-COO-R-OOC-R2 ( axit đơn chức R1COOH, R2COOH, rượu 2 chức R(OH)2; R1 và R2 có thể giống hoặc khác nhau.
- Nhận dạng este:
+ Khi đốt cháy hoàn toàn 1 este thu được: nCO2 = nH2O => este no, đơn chức, mạch hở
nCO2 > nH2O => este không no
+ Khi xà phòng hóa 1 este có: nNaoH/neste= 1: 1 => este đơn chức
+ số chức của este được xác định bằng nNaoH/neste
- Xác định CTPT của este:
+ Xác định KLPT của este: từ Meste => CTPT este
+ Từ phản ứng thủy phân, xác định ancol và axit trong este => CTPT este
- Cần lưu ý:
+ Phản ứng thủy phân este có các trường hợp đặc biệt: khi gốc rượu có C mang nối đôi gắn trực tiếp với nhóm cacboxyl. Khi đó, sản phẩm của phản ứng thủy phân không phải ancol mà sẽ là andehit ( nếu C mang nối đôi là bậc 1) hoặc xeton ( nếu C mang nối đôi là bậc 2)
RCOOCH=CH – R’+ NaOH → RCOONa + R’CH2CHO
RCOOC=C(R2)– R1 + NaOH ->, RCOONa + R2 – CO – R1
+ Este của phenol: khi thủy phân trong kiềm:
RCOOC6H5 + NaOH → RCOONa + C6H5OH
C6H5OH + NaOH -> C6H5ONa + H2O
- Kết hợp với các kiến thức đã học để xác định cấu tạo chính xác của este:
+ este làm mất màu nước Brom => este có nối đôi
+ este đơn chức có phản ứng tráng bạc => este của axit fomic. HCOOR
…
II. Bài tập ví dụ:
Ví dụ 1:
Hợp chất hữu cơ đơn chức, k phân nhánh X có chứa các nguyên tố C, H, O. X tác dụng được với NaOH và tham gia phản ứng tráng bạc. 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với NaOH, sau phản ứng thu được 6g một ancol. Xác định CTCT của X.
Lời giải
Theo đề bài: X + NaOH => X là axit cacboxylic hoặc este
Mặt khác: X tham gia phản ứng tráng bạc => X là este của axit fomic
CTTQ của X: HCOOR
HCOOR + NaOH---- HCOONa + ROH
0,1 0,1
MROH = 6/0,1 = 60 => R = 43: C3H7
X không phân nhánh nên X có CTCT là: HCOOCH2CH2CH3
Ví dụ 2:
Đốt cháy m (g) este mạch hở X tạo thành 0,4 mol CO2 và 5,4g H2O.. 1 mol X làm mất màu dung dịch chứa 160g Br2. 1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol kiềm tạo ra một sản phẩm thủy phân có thể tham gia phản ứng tráng bạc. Xác định CTPT, CTCT X.
Lời giải:
1 mol X làm mất màu 1 mol Br2 => trong X có chứa 1 nối đôi
1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol NaOH => X đơn chức
=> Đặt CTPT của este X là: CnH2n-2O2
Có: nC:nH = n : (2n-2) = 0,4 : 0,6 => n = 4
CTPT của X: C4H6O2
X thủy phân cho sản phẩm tham gia phản ứng tráng bạc
TH1: X là este của axit fomic:=> X có CTCT: HCOOCH=CH-CH3 hoặc HCOOC(CH3)=CH2
TH2: X thủy phân ra andehit: => X có CTCT: CH3COOCH=CH2
=> Có 3 CTCT của X phù hợp đề bài.HCOOCH=CH-CH3; HCOOC(CH3)=CH2; CH3COOCH=CH2
Ví dụ 3:
Este mạch thẳng A có CTPT C7H12O4 chỉ chứa 1 loại nhóm chức. Để thủy phân 16g A cần vừa đủ 200g dung dịch NaOH 4%, thu được 1 ancol B và 17,8g hỗn hợp 2 muối. Xác định CTCT của A.
Lời giải:
nNaOH = 0,2 mol
nA= 0,1 mol
=> A là este 2 chức
- Lại có: A + NaOH => hỗn hợp 2 muối => A có dạng: R1-COO-R-OOCR2
R1-COO-R-OOC-R2 + 2NaOH --- R1COONa + R2COONa + R(OH)2
0,1 0,1 0,1
M muối = 0,1. ( R1 + R2 + 134) = 17,8 g
=> R1 + R2 = 44
R1 = 1: HCOONa thì R2= 43: C3H7COONa
R2=15: CH3COONa thì R2 = 29: C2H5COONa
Mặt khác: BTKL => mR(OH)2 = (16+ 8 -17,8).0,1 = 6,2
=> R(OH)2 = 62
=> R= 28 => C2H4(OH)2
X k phân nhánh nên có thể có 2 CTCT phù hợp là:
HCOO-CH2-CH2-OOC-CH2-CH2-CH3
CH3COOCH2-CH2-OOCCH2CH3
Ví dụ 4:
Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este đơn chức X trong NaOH dư, thu được 19,8 g hỗn hợp gồm 2 muối. Biết X không phản ứng với Brom. Xác định CTPT và CTCT của X.
Lời giải:
0,1 mol este đơn chức X + 0,3 mol NaOH thu được hỗn hợp 2 muối => X là este 2 chức dạng R1-OOC-R-COOR2 hoặc X là este của phenol.
Trường hợp 1: X là este 2 chức R1-OOC-R-COOR2
Tương tự VD3: tính được R1 + R2 = 64, X k phản ứng với Brom nên R1 và R2 đều no, k chọn được cặp giá trị thỏa mãn.
Trường hợp 2: X là este của phenol => X có dạng: RCOOC6H5
RCOOC6H5 + 2NaOH -à RCOONa + C6H5ONa + H2O
=>M(muối) = 0,1.(R + 67) + 0,1.116 = 19,8
=> R = 15: CH3
=>X là: CH3COOC6H5
Hi vọng bài viết trên đã cung cấp cho bạn thêm những kiến thức về este để vận dụng liên quan giải các dạng toán khác. Mỗi dạng toán este sẽ liên quan đến nhau và giúp bạn có những kĩ năng linh hoạt để giải quyết những bài vận dụng cao. Chúc bạn trong quá trình học thật tốt và có một kì thi thật thành công !
Sửa lần cuối:
