PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ANCOL + KIM LOẠI KIỀM

I. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Dạng 1: Cách xác định số nhóm chức -OH

Phương trình tổng quát

R(OH)_x + xNa → R(ONa)_x + x/2H₂

→ n_H2 = x/2n_ancol

 - Nếu n_H2 = 1/2n_ancol → x = 1: ancol đơn chức: ROH.

   Nếu là no, đơn chức mạch hở thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n +1} OH.

- Nếu n_H2 = n_ancol → x = 2: ancol đa chức có 2 nhóm –OH: R(OH)₂

   Nếu là no, đa chức mạch hở có 2 nhóm –OH thì công thức chung của ancol là C_nH_2n (OH)₂.

- Nếu n_H2 = 3/2n_ancol → x = 3: ancol đa chức có 3 nhóm –OH: R(OH)₃

   Nếu là no, đa chức mạch hở có 3 nhóm -OH thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n –1}(OH)₃.

* Nhận xét:

 - Số nhóm chức –OH = 2n_H2/n_ancol

Ví dụ: Cho 0,3 mol ancol no, mạch hở X tác dụng với Na kim loại dư thu được 10,08 lit khí H₂ (đktc). Xác định công thức chung của X?

Gợi ý:

  n_H2 = 0,45 mol

  Số nhóm chức –OH = 0,45.2/0,3 = 3

  Công thức chung của X: C_nH_{2n + 2}O₃ hay C_nH_{2n –1}(OH)₃.

 

Dạng 2: Xác định khối lượng muối, khối lượng ancol khi tác dụng với kim loại kiềm

Phương trình tổng quát

 R(OH)_x + xNa → R(ONa)_x + x/2H₂

* Nhận xét: Dạng này thường áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để xác định dữ kiện còn lại khi đã biết các gợi ý khác.

  m_ancol + m_{Na ban đầu} = m_{chất rắn sau phản ứng +} m_H2

- Nếu tính khối lượng muối ancolat sau phản ứng

 →  m_muối = m_ancol + m_Na – m_H2

- Nếu tính số mol H₂ tạo thành

→ n_H2 = (m_ancol + m_{Na ban đầu} - m_rắn)/2

- Nếu tính số mol Na phản ứng

 → n_Na = (m_rắn – m_ancol)/22 = x.n_H2 (với x là số nhóm –OH)

Ví dụ: Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24 gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức X, Y, Z thấy thoát ra 0,336 lít khí H₂ (đkc). Khối lượng muối natri ancolat thu được là

Gợi ý:

  Số mol H₂ = 0,015 mol

  ROH + Na → RONa  + 1/2H₂

  → n_{Na =} 0,03 mol

  Khối lượng muối natri ancolat là

  m_muối = 1,24 + 0,03.23 – 0,015.2 = 1,9 gam

 

Dạng 3: Xác định công thức phân tử của ancol

R(OH)_x + xNa → R(ONa)_x + x/2H₂

C_nH_2n+2-2k-x(OH)_x + xNa → C_nH_2n+2-2k-x(ONa)_x + x/2H₂

 → số mol ancol = 2. Số mol H₂/x 

  → M_ancol = 14n +2 – 2k + 16x = m_ancol/n (trong đó: k là số liên kết pi hoặc vòng)

  Từ đó tìm được n

* Lưu ý: Khi bạn tìm CTPT theo R thì bạn lấy M:12 và chọn lấy số tròn, phần còn lại là H

Ví dụ: M_{gốc R} = 43 → 43/12 = 3,58 lấy tròn số C = 3

                             → số H = 43 – 3.12 = 7

  → gốc hidrocacbon này là C₃H₇-

Ví dụ: Cho 9,2g một ancol no, đơn chức X tác dụng với Na dư thu được 2,24 lit (đktc) H₂. CTPT của ancol X là

Gợi ý:

  Số mol H₂ = 0,1 mol

  C_nH_2n+1OH + Na → C_nH_{2n + 1}ONa + 1/2H₂

     0,2                                                    0,1 mol

→ M _ancol  = 9,2/0,2 = 46

                 = 14n + 18 = 46

→ n = 2 CTPT X là C₂H₅OH

 

Dạng 4: Xác định công thức phân tử của ancol trong hỗn hợp.

- Giả sử hỗn hợp 1 ancol no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp khi tác dụng với kim loại kiềm

 → số mol hỗn hợp 2 ancol = 2số mol của H₂

 → M_tb = 14n_tb + 18 = tổng khối lượng 2ancol/tổng số mol 2 ancol

 →  số C của 2 ancol là số nguyên liên tiếp của n_tb.

Ví dụ: Cho 3,35g hh X gồm 2 ancol no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng phản ứng với Na dư thu được 0,56 lit H₂ (đktc). Tìm CTPT của 2 ancol

Gợi ý:

  Số mol 2 ancol = 2.Số mol H₂ = 2.0,025 = 0,05 mol

  M_X = 14n_tb + 18 = 3,35/0,05 = 67

 → n_tb = 3,5.

 Vậy CTPT của 2 ancol là C₃H₈O và C₄H₁₀O

- Nếu 2 ancol là đồng đẳng nhưng không liên tiếp với nhau:

    n_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số C của 2 ancol

               a, b là số mol của mỗi ancol

Ví dụ: Cho 12,4g hỗn hợp 2 ancol no, đơn chức, mạch hở A, B (M_A < M_B, theo tỉ lệ số mol 2:1) tác dụng vừa đủ với Na thu được 3,36 lit khí H₂ (đktc). Xác định CTPT của A, B

Số mol 2 ancol = 2.số mol H₂ = 0,3 mol

→ M_tb = 14n_tb + 18 = 12,4/0,3 = 41,3

 → n_tb = 1,667 (có số C của A  = 1: CH₃OH 2x mol)

Mà n_tb = (1.2x + mx)/3x = 1,667

 → m = 3: C₃H₇OH)

* Lưu ý: Nếu 2 ancol không là đồng đẳng của nhau thì tùy điều kiện phản ứng mà ta có thể dựa vào số C_tb, hay số H_tb hay số O_tb để tìm CTPT

  Số H_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số H của 2 ancol

               a, b là số mol của mỗi ancol

   Số O_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số O của 2 ancol

               a, b là số mol của mỗi ancol

 

II. BÀI TẬP VẬN DỤNG

 

Câu 1: Cho 0,2 mol ancol no, mạch hở X tác dụng với Na kim loại dư thu được 4,48 lit khí H₂ (đktc). Số nhóm chức của ancol X là

   A. 1.          

   B. 2.           

   C. 3.           

   D. 4.

Câu 2: Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24(g) hỗn hợp 3 ancol đơn chức thấy thoát ra 0,336 lít H2(đktc). Khối lượng muối natriancolat thu được là?

   A. 2,65(g)                       

   B. 2,85(g)               

   C. 1,9(g)                                             

   D. 2,4(g)

Câu 3: Khi cho 3,0 gam ancol no đơn chức mạch hở X tác dụng với natri dư thấy có 0,56 lít khí thoát ra (đktc). Công thức phân tử của X là

   A. C₄H₄O.                                      

   B. C₃H₈O₂.                              

   C. C₃H₈O_.                                 

   D. C₂H₄O₂.

Câu 4: Cho 22g hỗn hợp hai ancol no, đơn chức kế tiếp trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với Na dư thu được 6,72 lít H₂ (đktc). Hai ancol đó là

   A. C₂H₅OH và C₃H₇OH                

   B. C₃H₇OH và C₄H₉OH  

   C. C₄H₉OH và C₅H₁₁OH       

   D. CH₃OH và C₂H₅OH

Câu 5: Lấy 18,8 gam hỗn hợp X gồm C₂H₅OH và một ancol A no, đơn chức tác dụng với Na dư thu được 5,6 lít H₂ (đktc). Công thức phân tử của A là

   A. C₃H₇OH                                

   B. CH₃OH                                

   C. C₄H₉OH                               

   D. C₅H₁₁OH.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng