Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 126 gam tinh thể axit hữu cơ X có dạng C x H y (COOH) 2 0.2H_{2}*O vào 115 ml ethylic alcohol (khối lượng riêng là 0, 8g / m * l ) thu được dung dịch A (giả sử axit và rượu không tác dụng với nhau). Lấy 10,9 gam dung dịch A cho tác dụng hết với lượng vửa đủ kim loại Na, thu được chất rắn B và 3,7185 lít khí hidro thoát ra (đkc). a) Tìm công thức phân tử của axit hữu cơ X, biết x, y >= 0 b) Xác định khối lượng chất rắn B. Giải cho tôi

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ đi qua từng bước cụ thể.

### **Phần a: Tìm công thức phân tử của axit hữu cơ X**

#### **1. Tính số mol H₂ thoát ra:**
- Thể tích khí H₂ thu được: \( V_{H2} = 3,7185 \) lít (điều kiện tiêu chuẩn - đktc).
- Số mol H₂:
\[
n_{H2} = \frac{V_{H2}}{22,4} = \frac{3,7185}{22,4} \approx 0,166 \text{ mol}
\]

#### **2. Tính số mol Na đã phản ứng:**
Phản ứng giữa axit hữu cơ và Na sinh ra H₂ theo phương trình:
\[
2R(COOH)_2 + 2Na \rightarrow 2R(COONa) + H_2
\]
Mỗi mol H₂ sinh ra tương ứng với 2 mol Na:
\[
n_{Na} = 2 \times n_{H2} = 2 \times 0,166 \approx 0,332 \text{ mol}
\]

#### **3. Tính số mol axit hữu cơ X trong 10,9 gam dung dịch A:**
Số mol axit hữu cơ X trong 10,9 gam dung dịch A:
\[
n_{X} = \frac{n_{H2}}{2} = 0,166 \text{ mol}
\]

#### **4. Tính khối lượng phân tử (M) của axit hữu cơ X:**
- Khối lượng dung dịch A:
\[
m_{A} = 126 + 115 \times 0,8 = 126 + 92 = 218 \text{ gam}
\]
- Nồng độ phần trăm khối lượng của X trong dung dịch A:
\[
\text{Nồng độ} = \frac{126}{218} \approx 0,578 \text{ (57,8\%)}
\]
- Khối lượng X trong 10,9 gam dung dịch A:
\[
m_{X} = 10,9 \times 0,578 \approx 6,3 \text{ gam}
\]
- Từ số mol và khối lượng, ta tính được khối lượng mol phân tử M của X:
\[
M_{X} = \frac{6,3}{0,166} \approx 37,95 \text{ g/mol}
\]

#### **5. Xác định công thức phân tử của X:**
Giả sử công thức phân tử của X là \( C_xH_y(COOH)_2 \cdot 0,2 H_2O \).

Ta có:

\[
M_{X} = x \times 12 + y \times 1 + 2 \times (12 + 16 \times 2 + 1) + 0,2 \times (2 \times 1 + 16)
\]

\[
M_{X} = 37,95 \text{ g/mol} 
\]

Giải phương trình trên để tìm \(x\) và \(y\). Tuy nhiên, ta cần các giá trị cụ thể của x và y dựa trên các nguyên tử có thể có. Phương pháp này thường yêu cầu một số thử nghiệm và kiểm tra.

### **Phần b: Tính khối lượng chất rắn B:**

#### **1. Xác định khối lượng muối thu được (chất rắn B):**

Chất rắn B là \( R(COONa) \).

Khối lượng của muối:
\[
M_{R(COONa)} = M_{R} + (23 + 12 + 16 \times 2)
\]
\[
m_B = n_{Na} \times M_{R(COONa)} 
\]

Số mol Na tham gia phản ứng đã được tính là 0,332 mol.

Giả sử \(M_{R}\) là khối lượng của gốc hữu cơ \(R\) trong công thức phân tử, khối lượng này có thể được tính từ công thức đã biết.

Vì chúng ta chưa biết công thức chính xác của X, cần tìm \(x\) và \(y\) cụ thể trước để tính toán.

### **Tóm tắt lại:**
1. **Công thức phân tử** của X phụ thuộc vào giá trị cụ thể của \(x\) và \(y\) trong phương trình.
2. **Khối lượng chất rắn B** là khối lượng của \( R(COONa) \), có thể tính sau khi biết công thức của X.

Nếu bạn muốn biết chi tiết hơn về phương pháp giải hoặc bất kỳ câu hỏi nào, xin hãy cho biết!

#### Câu hỏi gợi ý:
1. Công thức phân tử của axit hữu cơ X có thể xác định thế nào chính xác hơn?
2. Làm sao để kiểm tra giá trị của \(x\) và \(y\) từ kết quả khối lượng mol phân tử?
3. Phản ứng hóa học nào khác có thể dùng để kiểm tra lại công thức của X?
4. Có cách nào đơn giản hơn để tìm công thức phân tử từ dữ liệu khối lượng không?
5. Tính toán khối lượng B nếu biết công thức chính xác của X.
6. Nếu khối lượng dung dịch A thay đổi, kết quả có thay đổi không?
7. Làm sao để giải bài toán này nhanh hơn?
8. Có cách nào để tối ưu hóa các phép tính trong bài toán này?

**Tip:** Khi giải bài toán về phản ứng hóa học, cần chú ý đến việc kiểm tra tính cân bằng của các phương trình để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

Learn how to solve the organic acid chemistry problem involving molecular formula determination and solid mass calculation. This problem covers stoichiometry, molar mass calculations, and chemical reaction principles. Suitable for advanced chemistry students.

Math Problem Statement

Solution

Ask a new question for Free

By Image

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Formulas

Theorems

Suitable Grade Level

Related Recommendation