Đề bài
Oxi hóa 4,6 g hỗn hợp chứa cùng số mol của hai ancol đơn chức thành anđehit thì dùng hết 7,95 g CuO. Cho toàn bộ anđehit thu được phản ứng với dung dịch\[AgN{O_3}\]trong amoniac thì thu được 32,4 g bạc. Hãy xác định công thức cấu tạo của hai ancol đó, biết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
Lời giải chi tiết
Số mol \[CuO:{{7,95} \over {80}}\approx0,1\] mol; số mol \[Ag:{{32,4} \over {108}} = 0,3\] mol
Về nguyên tắc bài tập này phải xét qua hai trường hợp sau đây:
Trường hợp 1: Hai ancol đơn chức bậc một \[ \Rightarrow \] hai anđehit đơn chức
Hai anđehit đơn chức tráng gương lại phải xét hai trường hợp nhỏ.
- Trường hợp a: Hai anđehit là HCHO và RCHO \[\left[ {R \ne 1} \right]\]
- Trường hợp b: Hai anđehit là HCHO và RCHO \[\left[ {R,R' \ne 1} \right]\]
Trường hợp 2: Một ancol đơn chức bậc một \[ \Rightarrow \] một anđehit đơn chức.
Một anđehit tráng gương lại phải xét tiếp hai trường hợp nhỏ:
- Trường hợp a: Anđehit là HCHO
- Trường hợp b: Anđehit là RCHO \[\left[ {R \ne 1} \right]\]
Tuy nhiên ancol tác dụng với CuO theo tỉ lệ mol 1:1; anđehit đơn chức tráng gương với tỉ lệ mol 1:2, chí có ancol bậc một và bậc hai mới bị oxi hóa bởi CuO. Như vậy ta có \[{n_{ancol}} \le {n_{CuO}} = 0,1mol \Rightarrow {n_{Ag}} \ge 0,2mol\] . Nhưng ở đây \[{n_{Ag}} = 0,3mol \Rightarrow \] Hỗn hợp đầu là hai ancol đơn chức bậc một và có một ancol là \[C{H_3}OH\] [x mol]. Đặt công thức tổng quát của ancol thứ hai là \[RC{H_2}OH\] [y mol]
Sơ đồ hợp thức của quá trình oxi hóa và tráng gương
\[C{H_3}OH \to CuO \to HCHO \to 4Ag\] [1]
x \[ \to \] x \[ \to \]4x
\[RC{H_2}OH \to CuO \to RCHO \to 2Ag\] [2]
x \[ \to \] x \[ \to \]2x
Từ [1] và [2] \[ \Rightarrow \left\{ \matrix{ x + y = 0,1 \hfill \cr 4x + 2y = 0,3 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow x = y = 0,05\]
Khối lượng hỗn hợp ancol \[ \Rightarrow 0,05.32 + 0,05.[R + 31] = 4,6 \]
\[\Rightarrow R = 29[{C_2}{H_5}]\]
Vậy công thức cấu tạo của hai ancol: \[C{H_3}OH\] và \[C{H_3}C{H_2}C{H_2}OH\]