Bài 9. THÊM NƯỚC ĐỂ QUY ĐỔI ESTE THÀNH AXIT VÀ ANCOL
A. LÍ THUYẾT CẦN NẮM
I. KIẾN THỨC CƠ SỞ
1. Nguyên tắc thêm nước để quy đổi este
Đối với một este bất kì được cấu tạo từ axit cacboxylic và ancol, ta luôn có thể biểu diễn este đó dưới dạng axit, ancol và nước tương ứng thông qua phản ứng thủy phân este trong môi trường axit, cụ thể như sau:
Trong quá trình làm bài nên kết hợp với kỹ thuật đồng đẳng hóa để đơn giản các thao tác biện luận công thức chất cũng như các phép toán.
Ví dụ 1:
Ví dụ 2: Quy đổi este có 7 liên kết được tạo từ glixerol và 2 axit không no, mạch hở.
Este có
2. Áp dụng kỹ thuật để giải quyết các bài toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp gồm axit, ancol, este (hoặc các hỗn hợp tương đương khác)
2.1. Mô hình đơn giản: Hỗn hợp gồm các este
Trường hợp 1: Este tạo bởi axit đơn chức và ancol đơn chức.
Khi đó:
Trường hợp 2: Este tạo bởi axit đa chức và ancol đơn chức.
Khi đó:
Trường hợp 3: Este tạo bởi axit đơn chức và ancol đa chức.
Khi đó:
Hệ quả:
- Nếu quy đổi este mạch hở (được cấu tạo từ axit cachoxylic và ancol) bằng phản ứng thủy phân thì số mol trước và sau khi quy đổi là bằng nhau.
- Ngoài ra, nếu quy đổi axit; ancol theo kỹ thuật đồng đẳng hóa thì số mol của nhóm metylen không được tính vào số mol hỗn hợp.
2.2. Mô hình phức tạp: Hỗn hợp gồm axit, ancol và este được tạo bởi axit và ancol đó (hoặc axit và este được tạo bởi axit đó)
Chú ý: Nhận định rất quan trọng trong biện luận để loại bớt các trường hợp xảy ra trong các bài toán hỗn hợp gồm axit, ancol và este được tạo bởi axit và ancol đó (hoặc axit và este được tạo bởi axit đó).
Không mất tính tổng quát, ta xét trường hợp điển hình gồm các axit, ancol, este đều đơn chức mạch hở.
Xét phản ứng của hỗn hợp X với dung dịch NaOH:
Hệ quả:
- Tổng số mol của hỗn hợp trước quy đổi bằng tổng số mol “các chất” sau quy đổi (Không xét đến số mol số mol
- Trong hỗn hợp X’ số mol nước luôn nhỏ hơn số mol của axit (hoặc ancol).
- Số cacbon (hoặc hiđro) trung bình của ancol hoặc axit (hoặc muối) trong hỗn hợp X và X’ là khác nhau (Ngoại trừ trường hợp trong hỗn hợp ban đầu axit và ancol đều cùng số cacbon (hoặc hiđro) thì giá trị trung bình tương ứng không thay đổi trước và sau khi quy đổi).
- Số mol nhóm trong hỗn hợp X’ bằng số mol NaOH phản ứng với hỗn hợp X.
- Lượng ancol có trong hỗn hợp X’ bằng lượng ancol thu được nếu thủy phân hoàn toàn hỗn hợp X.
Xét phản ứng của hỗn hợp X với kim loại Na:
Nhận xét: Khi để cho dữ kiện hỗn hợp X tác dụng với kim loại Na, ta không nên tiến hành quy đổi hỗn hợp thành axit, ancol và vì lượng thoát ra ở cả hai trường hợp là khác nhau; dẫn đến bản chất của hai quá trình phản ứng trước và sau khi quy đổi là khác nhau. Khi quy đổi sẽ khiến cho bài toán trở nên phức tạp, thiếu chính xác.
II. KIẾN THỨC BỔ SUNG KHI GIẢI TOÁN
1. Phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ chứa C, H, O và muối cacboxylat
1.1. Phản ứng đốt cháy hợp chất chứa C, H, O (gồm este, axit, ancol,...)
Phương trình tổng quát:
* Khai thác tính chất độ bất bão hòa:
* Đối với este no, đơn chức, mạch hở
* Đối với este chứa một liên kết đôi đơn chức, mạch hở
* Khai thác các định luật bảo toàn, ta được:
+ Bảo toàn khối lượng:
+ Bảo toàn nguyên tố:
+ Bảo toàn electron:
do
1.2. Phản ứng đốt cháy chất hữu cơ X chứa Na/K (Kí hiệu là muối cacboxylat, đơn chức, mạch hở
* Khai thác tính chất độ bất bão hòa:
Nhận thấy:
Đối với muối của axit cacboxylic no, mạch hở
* Khai thác các
nguon VI OLET
