Phản ứng thủy phân và phương pháp giải toán este
Xin chào các bạn, bài viết hôm nay HocThatGioi xin được trình bày đến với các bạn về Phản ứng thủy phân este trong môi trường axit hoặc kiềm là một dạng toán thường xuyên xuất hiện trong các đề thi. Để nắm rõ và học thật tốt thì hãy theo dõi bài viết của HocThatGioi dưới đây.
1. Lý thuyết cần nắm
Tính chất hóa học của Este là bị thủy phân trong môi trường axit hoặc bazơ.
Phản ứng thủy phân trong môi trường axit là một phản ứng thuận nghịch nên este vẫn còn và tạo thành hai lớp chất lỏng
PTHH: RCOOR' + H_{2}O \rightleftharpoons RCOOH + R'OH (ĐK: t^{o}, H_{2}SO_{4}l)
Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm là phản ứng xảy ra theo một chiều nên este đã phản ứng hết. Phản ứng thủy phân trong dung dịch kiềm còn được gọi là phản ứng xà phòng hóa.
PTHH: RCOOR' + NaOH \overset{t^{0}}{\rightarrow} RCOONa + R'OH
1.1 Đối với este đơn chức
Este đơn chức có 2 phản ứng quan trọng dưới đây
1.1.1 Phản ứng thủy phân trong môi trường axit (H^{+}).
Este được tạo bởi axit và ancol
- RCOOR' + H_{2}O \rightleftharpoons RCOOH + R'OH (ĐK: t^{o}, H_{2}SO_{4}l)
- Sản phẩm được tạo thành là một axit và một ancol hoặc andehit(phụ thuộc vào gốc R’ no hay không no).
Este được tạo bởi axit và phenol sau khi thủy phân sản phẩm thu được là axit và phenol.
- RCOOC_{6}H_{5} + H_{2}O \overset{H_{2}SO_{4} l,t^{0}}{\rightarrow} RCOOH + C_{6}H_{5}OH
1.1.2 Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm (OH^{-}).
Este được tạo bởi axit và ancol
- RCOOR' + NaOH \overset{t^{0}}{\rightarrow} RCOONa + R'OH
- Sản phẩm được tạo thành gồm một muối và ancol hoặc andehit (phụ thuộc vào gốc R’ no hay không no)
Este được tạo bởi axit và phenol sau khi phản ứng xảy ra sản phẩm tạo thành gồm 2 muối và nước.
- RCOOC_{6}H_{5} + NaOH \overset{t^{0}}{\rightarrow} RCOONa + C_{6}H_{5}OH
- C_{6}H_{5}OH + NaOH \overset{t^{0}}{\rightarrow}C_{6}H_{5}ONa + H_{2}O
Phản ứng thủy phân este đơn chức trong môi trường kiềm thì tỉ lệ n_{este}: n_{NaOH} = 1:1. Đối với este phenol thì tỉ lệ n_{este} : n_{NaOH}= 1: 2.
Phản ứng thủy phân thu được anđehit thì phải công thức dạng: RCOOCH=CH-R’
Este đơn chức có khả năng tham gia phản ứng tráng gương có công thức: HCOOR’
Este sau khi phản ứng sản phẩm có khả năng tham gia phản ứng tráng gương có công thức dạng: HCOOR’ hoặc RCOOCH=CH-R’ (Tức là este đó được tạo bởi axit fomic hoặc andehit hoặc được tạo từ cả 2 gốc đó )
1.2 Đối với este đa chức
Công thức tổng quát của este đa chức:
- Este được tạo bởi axit đơn chức và ancol đa chức:(RCOO)_{n}R'
- Este được tạo bởi axit đa chức và ancol đơn chức: R(COOR')_{n}
- Este no, 2 chức, mạch hở: C_{n}H_{2n-2}O_{4}
- Trong phản ứng thủy phân este đa chức thì tỉ lệ n_{NaOH}: n_{este} > 1
- Cách tìm số nhóm chức có trong một este: \frac{n_{NaOH}}{n_{este}}
2. Phương pháp giải toán
Một số phương pháp giải toán dưới đây:
Đối với este thường: n_{NaOH}= n_{este}= n_{muối }= n_{ancol}
Đối với este phenol: n_{NaOH} = 2 n_{este}
Bảo toàn khối lượng:
- m_{este} + m_{NaOH}= m_{rắn} + m_{ancol}
- NaOH vừa đủ: m_{rắn}= m_{muối}
- NaOH dư: m_{rắn} = m_{muối} + m_{NaOH dư}
Tìm số mol este thông qua phương pháp tăng giảm khối lượng: n_{este}=\frac{m_{muối}-m_{este}}{M_{Na}- M_{R'}}
3. Một số bài toán áp dụng
Dưới đây là các bài tập có hướng dẫn giải để các bạn tham khảo. Sau đó nhớ làm các bài tập tự luyện bên dưới xem đã hiểu bài chưa nhé!
3.1 Bài tập áp dụng có hướng dẫn giải
Câu 1: Đun nóng 0,2 mol este đơn chức X với 135ml dung dịch NaOH 2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được ancol etylic và 19,2 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là ?
Câu 2: X là một este no, đơn chức, có tỉ khối hơi đối với oxi là 2,75. Nếu đem đun 2,2 gam X với dung dịch NaOH dư thu được 2,05 gam muối. CTCT của X là gì?
Câu 3: Thủy phân hoàn toàn 3,28 gam hỗn hợp hai este no, đơn chức, mạch hở cần dùng vừa đủ 250ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng thu được một muối và hỗn hợp Y gồm 2 ancol cùng dãy đồng đẳng. Mặt khác, đốt cháy Y trong oxi dư thu được CO_{2} và m gam nước. Giá trị m?
3.2 Bài tập tự luyện
Câu 1: Cho 6 gam một este của axit cacboxylic no, đơn chức và ancol no đơn chức phản ứng vừa hết với 100ml dung dịch NaOH 1M. Tên gọi của este đó là?
Câu 2: Cho 4,2 gam este no, đơn chức X tác dụng dụng hết với dung dịch NaOH ta thu được 4,76 gam muối natri. Vậy công thức cấu tạo của X là ?
Câu 3: Xà phòng hóa hoàn toàn 35,2 gam hỗn hơp 2 este là etyl axetat và metyl propionat bằng một lượng vừa đủ V ml dung dịch NaOH 0,5M. Giá trị V đã dùng là bao nhiêu?
Câu 4: Đun nóng 9,9 gam phenyl bezoat với 150ml dung dịch NaOH 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam rắn khan. Giá trị m ?
Bài viết về Phản ứng thủy phân và phương pháp giải toán este của HocThatGioi đến đây đã hết. Hi vọng bài viết này sẽ đem đến cho các bạn những kiến thức bổ ích, giúp các bạn học tốt hơn nhé. Đừng quên chia sẻ cho bạn bè để cùng nhau học thật tốt nhé!. Cảm ơn các bạn đã theo dõi và ủng hộ HocThatGioi.
