Bài tập 7.29 trang 56 SBT Hóa 11: Hỗn hợp A chứa 3 ankin với tổng số mol là 0,10...

7.29. Hỗn hợp A chứa 3 ankin với tổng số mol là 0,10 mol. Chia A làm hai phần như nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu được 2,34 g nước. Phần 2 tác dụng với 250 ml dung dịch AgN0₃ 0,12M trong NH₃ tạo ra 4,55 gam kết tủa.

Hãy xác định công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng ankin có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A.

Hướng dẫn trả lời:

Số mol ankin trong mỗi phần = (frac{{0,1}}{2}) = 0,05 (mol).

Khi đốt cháy hoàn toàn phần (1) :        

({C_{overline n }}{H_{2overline n  – 2}} + frac{{3overline n  – 1}}{2}{O_2} o overline n C{O_2} + (overline n  – 1){H_2}O)

Cứ 1 mol ({C_{overline n }}{H_{2overline n  – 2}}) tạo ra ((overline n  – 1)) mol H₂0

Cứ ({0,5.10^{ – 1}}) mol ({C_{overline n }}{H_{2overline n  – 2}}) tạo ra (frac{{2,34}}{{18}}) = 0,13 mol H₂0

Như vậy trong hỗn hợp A phải có ankin có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3,6 tức là phải có ({C_2}{H_2}) hoặc ({C_3}{H_4}).

Nếu có ({C_2}{H_2}) thì số mol chất này ở phần 2 là : 0,05.(frac{{40}}{{100}}) = 0,02 (mol).

Khi chất này tác dụng với dung dịch AgN0₃ trong NH₃ :

({C_2}{H_2} + 2AgN{O_3} + 2N{H_3} o {C_2}A{g_2} downarrow  + 2N{H_4}N{O_3})

0,02 mol    0,02 mol                         0,02 mol

Khối lượng 0,02 mol C₂Ag₂ là : 0,02.240 = 4,8 (g) > 4,55 g.

Vậy hỗn hợp A không thể có ({C_2}{H_2}) mà phải có ({C_3}{H_4}).

Khi chất này tác dụng với dung dịch AgN0₃ trong NH₃ :

({C_3}{H_4} + AgN{O_3} + N{H_3} o {C_3}{H_3}Ag downarrow  + N{H_4}N{O_3})

0,02 mol   0,02 mol                       0,02 mol

Khối lượng C₃H₃Ag là 0,02.147 = 2,94 (g).

Số mol AgN0₃ đã phản ứng với các ankin là : 0,25.0,12 = 0,03 (mol) : trong đó lượng AgN0₃ tác dụng với ({C_3}{H_4}) là 0,02 mol, vậy lượng AgN0₃ tác dụng với ankin khác là 0,01 mol.

Trong phần 2, ngoài 0,02 mol ({C_3}{H_4}) còn 0,03 mol 2 ankin khác. Vậy mà lượng AgN0₃ phản ứng chỉ là 0,01 mol, do đó trong 2 ankin còn lại, chỉ có 1 chất có phản ứng với AgN0₃, 1 chất không có phản ứng :

({C_n}{H_{2n – 2}} + AgN{O_3} + N{H_3} o {C_n}{H_{2n – 3}}Ag downarrow  + N{H_4}N{O_3})

0,01 mol         0,01 mol                         0,01 mol

Khối lượng 0,010 mol C_nH_2n-3Ag là : 4,55 – 2,94 = 1,61(g).

Khối lượng 1 mol ({C_n}{H_{2n – 3}}Ag) là 161 g.

14n + 105 = 161 ( Rightarrow ) n = 4.

Công thức phân tử là C₄H₆ và CTCT : CH₃ – CH₂ – C  CH (but-1-in)

Đặt công thức chất ankin chưa biết là ({C_{n’}}{H_{2n’ – 2}}) :

({C_3}{H_4} + 4{O_2} o 3C{O_2} + 2{H_2}O)

0,02 mol                                  0,04 mol

({C_4}{H_6} + 5,5{O_2} o 4C{O_2} + 3{H_2}O)

0,01 mol                                   0,03 mol

({C_{n’}}{H_{2n’ – 2}} + frac{{3n’ – 1}}{2}{O_2} o n’C{O_2} + (n’ – 1){H_2}O)

0,02 mol                                                      0,02(n’ – 1) mol

Tổng số mol ({H_2}O) : 0,04 + 0,03 + 0,02(n’ – 1) = 0,13 ( Rightarrow ) n’ = 4.

Chất ankin thứ ba có CTPT ({C_4}{H_6}) nhưng không tác dụng với AgN0₃ nên CTCT là (C{H_3} – C)(C – C{H_3}) (but-2-in).

Thành phần về khối lượng:

Propin chiếm : 33,1%; but-1-in : 22,3%; but-2-in : 44,6%.