CHUYÊN ĐỀ CARBONXYLIC ACID
PHẦN A: LÝ THUYẾT
I. Khái niệm, phân loại, danh pháp
1. Khái niệm
- Carboxylic acid là những hợp chất hữu cơ trong phân tử chứa nhóm carboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon (của gốc hydrocarbon hoặc -COOH) hoặc nguyên tử hydrogen.
- CT carboxylic acid đơn chức: hay R-COOH (R là gốc hydrocarbon hoặc -COOH). Ví dụ: H – COOH; CH3 – COOH; HOOC – COOH ...
2. Phân loại
a) Acid no, đơn chức, mạch hở:
♦ Carboxylic acid no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2 (n1) hay CmH2m+1COOH (m 0)
b) Acid không no, đơn chức, mạch hở:
♦ Carboxylic acid không no: CH2=CH-COOH, …
♦ Carboxylic acid thơm: C6H5COOH, …
♦ Carboxylic acid đa chức: (COOH)2, …
3. Danh pháp
(a) Tên thay thế carboxylic acid đơn chức = Tên hydrocarbon (bỏ e ở cuối) + oic + acid
- Mạch chính là mạch dài nhất có chứa nhóm -COOH và đánh số carbon bắt đầu từ nhóm -COOH
- Nếu mạch carbon có nhánh thì thêm vị trí nhánh và tên nhánh ở phía trước.
(b) Tên thông thường
- Một số carboxylic acid có tên thông thường xuất phát từ nguồn gốc tìm ra chúng trong tự nhiên.
MỘT SỐ CARBOXYLIC ACID THƯỜNG GẶP
Công thức
Tên thay thế
Tên thông thường
Nguồn gốc
HCOOH
methanoic acid
formic acid
formica: con kiến
CH3COOH
ethanoic acid
acetic acid
acetum: giấm ăn
C2H5COOH
propanoic acid
propionic acid
propion: chất béo đầu tiên
CH2=CH-COOH
Propenoic acid
acrylic acid
CH2=C(CH3)-COOH
methylpropenoic acid
methacrylic acid
CH3[CH2]14COOH
hexadecanoic acid
palmitic acid
palma: cây cọ
CH3[CH2]16COOH
octadecanoic acid
stearic acid
stear: chất béo dạng rắn
C6H5COOH
phenylmethanoic acid
benzoic acid
benzoin: tên nhựa cây
HOOC – COOH
ethanedioic acid
oxalic acid
oxalis: tên chi thực vật
II. Đặc điểm cấu tạo
- Nhóm carboxyl gồm nhóm hydroxy (-OH) liên kết với nhóm carbonyl (>C=O). Nhóm >C=O hút electron mạnh làm tăng sự phân cực của liên kết O – H về phía O hơn so với trong ancol, phenol.
Nhóm -COOH dễ phân li ra H+ trong nước nên thể hiện tính acid đặc trưng.
Cấu tạo nhóm -COOH
Mô hình phân tử acetic acid
III. Tính chất vật lí
- Ở điều kiện thường, carboxylic acid là những chất lỏng hoặc rắn.
- Giữa các phân tử carboxylic acid có liên kết hydrogen bền vững hơn alcohol nên carboxylic acid có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao hơn alcohol, phenol, aldehyde, ketone có khối lượng phân tử tương đương.
Nếu cùng số C thì nhiệt độ sôi: carboxylic acid > alcohol > aldehyde > hydrocarbon.
- Do tạo được liên kết hydrogen với nước nên carboxylic tan tốt trong nước, độ tan trong nước giảm khi số C tăng.
Nguyên nhân: do liên kết hiđro trong các phân tử acid bền hơn trong các phân tử ancol.
- Mỗi carboxylic có một vị chua riêng biệt: acetic acid (giấm), oxalic acid (me), citric acid (chanh), …
IV. Tính chất hóa học
1. Tính acid
Carboxylic acid tan trong nước phân li ra H+ thể hiện tính acid: RCOOH RCOO- + H+
♦ Carboxylic acid làm đổi màu quỳ tím → đỏ.
♦ Tác dụng với kim loại trước H → Muối + H2.
♦ Tác dụng với basic oxide/ base → Muối + H2O.
♦ Tác dụng với muối → Muối mới + acid mới
2. Phản ứng ester hóa
- Phản ứng giữa carboxylic acid và alcohol tạo thành esterr gọi là phản ứng esterr hóa.
- Phản ứng esterr hóa xảy ra thuận nghịch và có H2SO4 đặc làm xúc tác.
RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O
carboxylic acid alcohol esterr
V. Ứng dụng và điều chế
1. Ứng dụng
2. Điều chế
- Lên men giấm: C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O
- Oxi hóa alkane: RCH2 – CH2R’ + 2,5O2 RCOOH + R’COOH + H2O
PHẦN B: BÀI TÂP ĐƯỢC PHÂN DẠNG
Các bài toán quan trọng về acid carboxylic
Dạng 1: Acid carboxylic + Na → Muối + H2↑
Phương pháp:
Pt: -COOH + Na → -COONa + 0,5H2↑ → nCOOH = 2nH2
Quan hệ về khối lượng: nhận thấy (-COOH)a → (-COONa)a thì ↑M tăng lên: 22a
→ n(-COOH) =
Đặc biệt: khi acid carboxylic kết hợp với ancol và phenol
-COOH -COONa
-OH + Na → -ONa + H2↑
C6H5OH -ONa
Điểm chung của (Acid, ancol và phenol) là đều có 1H linh động
→ n(-COOH + -OH + C6H5OH) = 2nH2
Ví dụ minh họa:
Câu 1: Cho 9,2g một acid carboxylic no, đơn chức đơn giản nhất tác dụng với Na vừa đủ thu được V (lít) khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính giá trị của V
Hướng dẫn
Acid carboxylic đơn giản nhất là: HCOOH → nHCOOH = 0,2
Pt: HCOOH + Na → HCOONa + 0,5H2↑
0,2 → 0,1 → V = 2,479(lít)
Câu 2: Cho Na dư tác dụng với a gam dung dịch CH3COOH. Kết thúc phản ứng, thấy khối lượng H2 sinh ra là 11a/240 gam. Vậy nồng độ C% dung dịch acid là ?
Hướng dẫn
Phương trình phản ứng :
        2CH3COOH + 2NaOH → 2CH3COONa + H2 (1)
        2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 (2)
Từ (1), (2) suy ra : nCH3COOH + nH2O ⇒ 0,04C + (240-2,4C)/18 = 2,5.5 ⇒ C=25
Câu 2: Hỗn hợp A gồm acid aceticvà m-crezol ( C6H4(OH)2 chứa vòng benzene) có tỉ lệ mol là 3 : 2. Đem m gam hỗn hợp A tác dụng vừa đủ với Na thu được 3,92 lít khí H2 (đktc). Xác định thành phần phần trăm mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu
Hướng dẫn:
CH3COOH: 3x +Na H2: 0,175
C6H4(OH)2: 2x
→ x = 0,05 → CH3COOH: 0,15 → % m CH3COOH: 45%
C6H4(OH)2: 0,1 C6H4(OH)2: 55% 20g
Câu 3: Oxi hóa không hoàn toàn 11,5g ancol ethylic thu được hỗn hợp chỉ gồm: acid carboxylic, nước và ancol dư. Đem hỗn hợp X tác dụng với một lượng vừa đủ Na, thu được 4,48 lít khí (đktc). Tính hiệu suất phản ứng oxi hóa ancol?
Hướng dẫn
nC2H5OH = 0,25 (mol). Giả sử mol C2H5OH bị oxi hóa là: x (mol)
pt: C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O
ban đầu: 0,25
pứ: x → x x
dư: (0,25 – x)
C2H5OH dư: 0,25 - x
hỗn hợp X CH3COOH: x + Na → H2↑: 0,2
H2O: x → x = 0,15
(0,25 + x) → 0,5.(0,25 + x)
Vậy: H% = x 100% = x 100% = 60%
Câu 4: Hỗn hợp A gồm Etylen glycol, phenol và acid fomic, trong đó tỉ lệ mol etylen glycol và acid fomic là 1 : 2. Chia hỗn hợp A thành hai phần bằng nhau: Phần 1: đem tác dụng với Na vừa đủ, thu được 3,64 lít khí H2 (đktc) Phần 2: đem đi qua nước brom dư, đến khi phản ứng kết thúc thu được 24,825 gam kết tủa Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính thành phần phần tram về mặt khối lượng của phenol có trong hỗn hợp A?
Hướng dẫn
C2H4(OH)2: x +Na ↑H2: 0,1625 (mol)
Hỗn hợp A C6H5OH : y +ddBr2 C6H2(OH)(Br)3: 0,075 (mol)
HCOOH : 2x
Hpt: 4x + y = 2. 0,1625 → x = 0,0625 y = 0,075
y = 0,075 → mA = 33,35g → % C6H5OH = x 100% = 42,28%
Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng:
Biết (Y), (Z), (T), (Q) là các sản phẩm chính của phản ứng. Xác định tên gọi của các chất trong sơ đồ và viết phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
(X) là propene.
Phương trình hoá học:
Câu 6: Viết 4 phương trình hoá học thực hiện sơ đồ chuyển hoá sau đây:
Cho biết (X), (Y), (Z) và (T) là các chất hữu cơ, trong đó (Y) có nồng độ từ 2% đến 5% thì được gọi là giấm ăn.
Hướng dẫn giải
Dung dịch 2% - 5% của (Y) được gọi là giấm ăn => (Y) là CH3COOH.
Chọn (X), (Y), (Z) và (T) lần lượt là CH3CH2OH, CH3COOH, (CH3COO)2Ba
và CH3COONa. Ta có:
(1) C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O
(2) 2CH3COOH + Ba(OH)2 → (CH3COO)2Ba + 2H2O
(3) (CH3COO)2Ba + Na2SO4 → BaSO4↓+ 2CH3COONa
(4) CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl
Câu 7: Cho Na dư tác dụng với a gam dung dịch CH3COOH . Kết thúc phản ứng, thấy khối lượng H2sinh ra là 11a/240 . Tính nồng độ C% của dung dich acid 
Hướng dẫn giải
nH2=11/2=5,5 mol ; nCH3COOH = 240.C/60 = 0,04C mol
nH2O = (240–2,4C)/18 mol
PTPƯ
2CH3COOH  + 2NaOH → 2CH3COONa + H2
2H2O + 2Na → 2NaOH + H2
=> nCH3COOH + nH2O = 2nH2
=> 0,04C + (240–2,4C)/18 = 2.5,5 => C=25 
Câu 8: Cho 13,4 gam hỗn hợp X gồm hai acid no đơn chức , mạch hở , kế tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng tác dụng với Na dư, thu được 17,8 gam muối . Khối lượng của acid có số nguyên tử cacbon ít hơn có trong X là gì?
Đặt công thức phân tử trung bình của hai acid là CnH2n+1COOH
2 CnH2n+1COOH  + 2Na  →  2CnH2n+1COONa+H2
x                                              x
Theo pt và giả thiết ta có 
(14n+67) . x – (14n+45) . x=17,8–13,4 
=> x=0,2 
=>  0,2(14n+46)=13,4 => n=1,5 
Vậy 2 acid là CH3COOH và C2H5COOH
Do n=1,5 là trung bình cộng của 1 và 2 nên 2 acid có số mol bằng nhau và là 0,1 mol 
=> mCH3COOH=0,1.60=6 gam
Câu 9: Hh X gồm acid Y đơn chức và acid Z hai chức (Y, Z có cùng số nguyên tử cacbon). Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho phần một tác dụng hết với Na, sinh ra 4,48 lít khí H2 (ở đktc).Đốt cháy hoàn toàn phần hai, sinh ra 26,4 gam CO2. CTCT thu gọn và phần trăm về khối lượng của Z trong hh X lần lượt là gì?
Hướng dẫn giải
Ta có x + 2y = 0,4 (*)(số mol HCOOH) => 2(x + y) > 0,4 (1)
Ta có A(x+y) = 0,6 (số mol C) (2)
Chia từng vế của (2) cho (1) ta được:
=> A/2 < 0,6/0,4 = 1,5 -> A = 2 vì A > 1.
=> CH3-COOH, HOOC-COOH
Từ (*) (2) và A = 2 ta có hệ
x + 2y = 0,4; 2(x+y) = 0,3 => y = 0,1; x = 0,2.
C%(Y) = 0,1 * 90 / (0,1 *90 + 0.2 * 60) = 9/21 = 42,86%
Câu 10: Cho hỗn hợp X gồm ancol methylic và hai acid carboxylic (no, đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng) tác dụng hết với Na, giải phóng ra 6,72 lít khí H2(đktc). Nếu đun nóng hỗn hợp X (có H2SO4đặc làm xúc tác) thì các chất trong hỗn hợp phản ứng vừa đủ với nhau tạo thành 25 gam hỗn hợp este (hiệu suất 100%). Hai acid trong hỗn hợp X là
Hướng dẫn giải:
nX=2nH2=2.0,3=0,6 (mol)
Đun hh X với H2SO4đ thì các chất trong hh phản ứng vừa đủ với nhau tạo este với H=100% --> nCH3OH = nacid= 0,3 (mol)
neste  =  nCH3OH=0,3 mol
Gọi CT acid: RCOOH --> CT este: RCOOCH3
Meste = 25/0,3 = 83,33g
--> R=24,33g
--> R1=15g, R2=29g (2 acid no đồng đẳng kế tiếp)
Vậy 2 acid là CH3COOH và C2H5COOH
Dạng 2: Acid carboxylic tác dụng với kiềm (NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) (Chủ yếu xét ở đây là NaOH)
Pt: -COOH + NaOH → -COONa + H2O
Sự thay đổi khối lượng: (-COOH)a → (-COONa)a thì ↑M tang lên: 22.a
→ n(-COOH) =
Chú ý: Nếu có hỗn hợp acid và hỗn hợp kiềm thì ta có 2 cách xử lí:
Cách 1: qui hỗn hợp về công thức trung bình
Cách 2: sử dụng BTKL
Câu 11: Trung hòa 10,4 gam acid propanđioic cần vừa đủ một lượng dung dịch KOH, sau phản ứng kết thúc thu được m gam muối. Tính giá trị của m
Hướng dẫn
nCH2(COOH)2 = 0,1 → Muối: CH2(COONa)2 = 0,1 → m = 14,8g
Câu 12: Cho 2,46 gam hỗn hợp X gồm HCOOH, CH3COOH, C6H5OH, H2NCH2COOH tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch NaOH 1M. Tổng khối lượng muối khan thu được sau khi phản ứng là :
Cách 1 : Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng :
Sơ đồ phản ứng :
        X + NaOH → Muối + H2O (1)
mol:            0,04                0,04
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :
m muối = mX + mNaOH - mH2O = 2,46 + 0,04.40 - 0,04.18 = 3,34g
Cách 2 : Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng :
Cứ 1 mol NaOH phản ứng thì có 1 mol H được thay bằng 1 mol Na nên khối lượng tăng là 23 – 1 = 22 gam. Suy ra có 0,04 mol NaOH phản ứng thì khối lượng tăng là 22.0,04=0,88 gam.
Vậy khối lượng muối = khối lượng X + khối lượng tăng thêm = 2,46 + 0,88 = 3,34 gam.
Câu 13: Hỗn hợp X gồm hai acid carboxylic no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp. Đem 15,2 gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với Na thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Mặt khác, đem lượng X như trên trung hòa vừa đủ với hỗn hợp Y gồm NaOH và Ca(OH)2 với tỉ lệ mol 2 : 1, phản ứng kết thúc thu được m gam muối. Tính khối lượng của muối thu được.
Hỗn hợp X: n(2 acid) = 2nH2 = 0,3 → ̅M = 50,67 → 2 acid là HCOOH: x
m(2 acid) = 15,2 CH3COOH: y
→ 46x + 60y = 15,2 → x = 0,2
x + y = 0,3 y = 0,1
Hỗn hợp Y: NaOH: 2x → nOH- = 4x 4x = 0,3 → x = 0,075
Ca(OH)2: x
BTKL: mAcid + m Kiềm = m Muối + mH2O (H+ + OH- → H2O thì: nH+ = nOH- = nH2O) → m Muối = 21,35g
Câu 14: Một hỗn hợp gồm 2 acid carboxylic no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của acid axetic. Lấy m gam hỗn hợp rồi thêm vào đó 75ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau đó phải dùng 25ml dung dịch HCl 0,2M để trung hoà NaOH dư. Sau khi đã trung hoà đem cô cạn dung dịch đến khô thu được 1,0425g hỗn hợp muối khan.
a) Viết CTCT của 2 acid. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
b) Tính giá trị của m.
a. Gọi CT của 2 acid là: RCOOH
Phương trình phản ứng: RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
        NaOH + HCl → NaCl + H2O
Số mol NaOH ban đầu: nNaOH bd = 0,075. 0,2 = 0,015 mol.
Số mol NaOH dư: nNaOH dư = 0,005 mol; ⇒ npư = 0,015 – 0,005 = 0,01 (mol)
Khối lượng muối thu được: mmuối = 58,5.0,005 + 0,01.(R + 67) = 1,0425
⇒ R = 8 ⇒ CTCT của 2 acid: HCOOH và CH3COOH
b. Khối lượng của 2 acid là: m= (8+67).0,01 = 7,5g
Câu 15: Hòa tan 13,4 g hỗn hợp hai acid carboxylic no, đơn chức, mạch hở vào nước được 50 g dung dịch A. Chia A thành 2 phần bằng nhau. Cho phần thứ nhất phản ứng hoàn toàn với lượng dư bạc nitrat trong dung dịch amoniac, thu được 10,8 g bạc. Phần thứ 2 được trung hòa bằng dung dịch NaOH 1M thì hết 100ml. Xác định công thức của hai acid, tính % khối lượng của mỗi acid trong hỗn hợp.
Hướng dẫn:
    + Hỗn hợp hai acid có phản ứng tráng bạc, vậy trong hỗn hợp có acid fomic
        HCOOH + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag
Trong một nửa A ( khối lượng 6,7 g ) có số mol HCOOH = ½ số mol Ag = 0,05 mol.
Khối lượng HCOOH = 2,3 gam; RCOOH = 4,4 gam.
Phần trăm khối lượng HCOOH = 34,33%;
RCOOH = 65,67%
    + Trung hòa phần 2
        RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
        HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O
Số mol hai acid = số mol NaOH = 0,1 (mol)
Số mol RCOOH = 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol)
Vậy MRCOOH = 88 (g/mol). CTPT của RCOOH: C4H8O2
CTCT: C3H7COOH
Câu 16. Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết các dung dịch sau:
(a) methanol, formic acid, acetone.
(b) ethanol, acetaldehyde, acetic acid và acrylic acid.
(c) ethanol, glycerol, acetaldehyde và acetic acid.
Hướng dẫn giải
(a)
CH3OH
HCOOH
CH3COCH3
Quì tím
X
→ đỏ
X
Na
Sủi bọt
ü
X
PTHH: C2H5OH + Na → C2H5ONa + ½ H2↑
(b)
C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
CH2=CH-COOH
Quì tím
X
X
→ đỏ
→ đỏ
Nước bromine
X
Mất màu
X
Mất màu
PTHH:
CH3CHO + Br2 + H2O → CH3COOH + 2HBr
CH2=CH-COOH + Br2 → CH2Br-CHBr-COOH
(c)
C2H5OH
C3H5(OH)3
CH3CHO
CH3COOH
Quì tím
X
X
X
→ đỏ
Cu(OH)2
X
Tan tạo dung dịch xanh lam ở điều kiện thường
Xuất hiện kết tủa đỏ gạch khi đun nóng
ü
PTHH: 2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 → [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O
CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH  CH3COONa + Cu2O (đỏ gạch) + 3H2O.
Câu 17: Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra giữa propionic acid với:
(a) Zn. (b) CuO. (c) Cu(OH)2. (d) CaCO3.
Hướng dẫn giải
Các phương trình hoá học xảy ra:
(a) Zn + 2CH3CH2COOH → (CH3CH2COO)2Zn + H2.
(b) CuO + 2CH3CH2COOH → (CH3CH2COO)2Cu + H2O.
(c) Cu(OH)2 + 2CH3CH2COOH → (CH3CH2COO)2Cu + 2H2O.
(d) CaCO3 + 2CH3CH2COOH → (CH3CH2COO)2Ca + CO2 + H2O.
Câu 18: Hè năm ngoái, An được bố mẹ cho về quê thăm ông bà nội. Trong vườn của ông bà có rất nhiều cây ăn quả. Một hôm, An treo lên cây hái quả, không may bị ong đốt. Bà của An đã dùng một ít vôi bôi vào chỗ ong đốt, vết thương đỡ bị sưng và giảm đau hơn. Em hãy giải thích tại sao bà của bạn An lại làm như vậy.
Hướng dẫn giải
Trong nọc ong có formic acid (HCOOH). Bà của An đã dùng một ít vôi bôi vào chỗ ong đốt để trung hoà acid HCOOH theo phương trình: 2HCOOH + Ca(OH)2 (HCOO)2Ca + 2H2O
Khi formic acid được trung hoà thì vết thương đỡ bị sưng và giảm đau hơn.
Câu 18: Để xác định hàm lượng acetic acid trong giấm, trong các cách nêu dưới đây, cách nào dùng được, cách nào không dùng được? Vì sao?
(a) Xác định khối lượng riêng của giấm rồi so với khối lượng riêng của dung dịch mẫu pha từ CH3COOH và nước.
(b) Cô cạn nước, còn lại là CH3COOH.
(c) Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH đã biết nồng độ tới khi làm hồng phenolphatalein.
Hướng dẫn giải
(a) Không chính xác vì trong giấm còn có ethanol hoặc đường còn dư tùy theo nguyên liệu để sản xuất
(b) Không được, vì nhiệt độ sôi của CH3COOH là 1180C, gần với nhiệt độ sôi của nước.
(c) Đó là cách thường làm dựa vào phản ứng: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Câu 19: Cho 2,46 gam hỗn hợp X gồm HCOOH, CH3COOH, C6H5OH, H2NCH2COOH tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch NaOH 1M. Tổng khối lượng muối khan thu được sau khi phản ứng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Bản chất của phản ứng giữa hỗn hợp X và NaOH là phản ứng của nguyên tử H linh động trong nhóm –OH của phenol hoặc nhóm –COOH của acid với ion OH- của NaOH. Sau phản ứng nguyên tử H linh động được thay bằng nguyên tử Na.
Cách 1 : Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng :
Sơ đồ phản ứng :
        X + NaOH → Muối + H2O (1)
mol:            0,04                0,04
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :
m muối = mX + mNaOH - mH2O = 2,46 + 0,04.40 - 0,04.18 = 3,34g
Cách 2 : Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng :
Cứ 1 mol NaOH phản ứng thì có 1 mol H được thay bằng 1 mol Na nên khối lượng tăng là 23 – 1 = 22 gam. Suy ra có 0,04 mol NaOH phản ứng thì khối lượng tăng là 22.0,04=0,88 gam.
Vậy khối lượng muối = khối lượng X + khối lượng tăng thêm = 2,46 + 0,88 = 3,34 gam.
Câu 20: Một hỗn hợp gồm 2 acid carboxylic no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của acid axetic. Lấy m gam hỗn hợp rồi thêm vào đó 75ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau đó phải dùng 25ml dung dịch HCl 0,2M để trung hoà NaOH dư. Sau khi đã trung hoà đem cô cạn dung dịch đến khô thu được 1,0425g hỗn hợp muối khan.
a) Viết CTCT của 2 acid. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
b) Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
a. Gọi CT của 2 acid là: RCOOH
Phương trình phản ứng: RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
        NaOH + HCl → NaCl + H2O
Số mol NaOH ban đầu: nNaOH bd = 0,075. 0,2 = 0,015 mol.
Số mol NaOH dư: nNaOH dư = 0,005 mol; ⇒ npư = 0,015 – 0,005 = 0,01 (mol)
Khối lượng muối thu được: mmuối = 58,5.0,005 + 0,01.(R + 67) = 1,0425
⇒ R = 8 ⇒ CTCT của 2 acid: HCOOH và CH3COOH
b. Khối lượng của 2 acid là: m = (8 + 67).0,01 = 7,5 g
Dạng 3: Acid carboxylic tác dụng với muối
Pt: -COOH + NaHCO3 → -COONa + CO2↑ + H2O
1 1
2(-COOH) + Na2CO3 → 2(-COONa) + CO2↑ + H2O
1 0,5
Câu 31: Tính thể tích khí CO2 thu được (đktc) khi cho 9,2 gam acid fomic tác dụng với dung dịch acid NaHCO3 dư?
Hướng dẫn
Pt: HCOOH + NaHCO3 → HCOONa + CO2↑ + H2O
0,2 → 0,2 → V = 4,48 (lít)
Câu 32: Cho 5,76 gam acid hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO3 thu được 7,28 gam muối của acid hữu cơ. Công thức cấu tạo thu gọn của X ?
Hướng dẫn
Đặt CTTQ của acid hữu cơ X đơn chức là RCOOH.
        2RCOOH + CaCO3 → (RCOO)2Ca + CO2 + H2O (1)
mol :      x →                          0,5x
Theo (1) và giả thiết, kết hợp với phương pháp tăng giảm khối lượng ta có :
(2R + 44.2 + 40).0,5x – (R + 45)x = 7,28 - 5,76
⇒ x = 0,08 ⇒ R + 45 = 5,76/0,08 = 72 ⇒ R = 27 (C2H3–).
Vậy CTPT của A là C2H3COOH hay CH2=CH-COOH.
Câu 33: Trung hoà 5,48 gam hỗn hợp gồm acid axetic, phenol và acid benzoic, cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được hỗn hợp chất rắn khan có khối lượng là bao nhiêu?
Hướng dẫn
CH3COOH
C6H5OH +NaOH → Muối + H2O
C6H5COOH 0,06
Số mol hỗn hợp = nNaOH = 0,06 → m Muối = mhh + 22.nhh = 5,48 + 22.0,06 = 6,8g
Câu 34: Cho 35,25 gam hỗn hợp A gồm acid aceticvà acid oxalic tác dụng vừa đủ với Na thu được 7,84 lít khí (đktc). Lấy V lít dung dịch hỗn hợp NaHCO3 2M và K2CO3 2,5M trung hòa vừa đủ với hỗn hợp A, đến khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch B. Đem cô cạn dung dịch B thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m
Hướng dẫn
Hỗn hợp A: n(2 acid) = 2nH2 = 0,7 → CH3COOH: 0,25 → nH+ = 0,7
M(2 acid) = 35,35 (COOH)2 : 0,225
nH+ = nOH- = 0,7 → V = 0,1 (lít)
Mà: nH+ = nHCO3- + 2nCO
BTKL: mB = mA + m(NaHCO3+K2CO3) - mCO2 - mH2O → mB = 54,15g
(BTNT C: nCO2 = nHCO3- + nCO3 2- )
Câu 35: Tiến hành thí nghiệm 1: Thử tính chất acid của carboxylic acid theo hướng dẫn
Dụng cụ: ống nghiệm, kẹp gỗ, ống hút nhỏ giọt, thìa lấy hóa chất.
Hóa chất: acetic acid (CH3COOH); sodium carbonate (Na2CO3) hay đá vôi (CaCO3), magnesium (Mg), quỳ tím.
Tiến hành:
Bước 1: Dùng ống hút nhỏ giọt, nhỏ vài giọt dung dịch acetic acid lên mẫu giấy quỳ tím.
Bước 2: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khoảng 2mL dung dịch acetic acid.
Bước 3: Cho vào ống nghiệm thứ nhất vài mẫu magnesium, vào ống nghiệm thứ hai 1 thìa sodium carbonate (hoặc vài mẫu đá vôi nhỏ).
Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình hóa học của phản ứng.
Hướng dẫn giải
Hiện tượng: Quỳ tím chuyển sang màu đỏ vì acetic acid có tính acid.
Khi cho mẩu magnesium vào ống nghiệm (1) kim loại magnesium tan dần tạo thành dung dịch màu không màu và có khí không màu thoát ra (sủi bọt khí).
2CH3COOH + Mg (CH3COO)2Mg + H2
Khi cho Na2CO3 vào ống nghiệm 2 tạo dung dịch không màu và có khí thoát ra (sủi bọt khí).
2CH3COOH + Na2CO3  2CH3COONa + CO2 + H2O
Câu 36:(a) Khi có cặn màu trắng (thành phần chính là CaCO3) bám ở đáy ấm đun nước, vòi nước, thiết bị vệ sinh … có thể dùng giấm để loại bỏ các vết cặn này. Hãy giải thích
(b) Các đồ dùng bằng đồng sau một thời gian để trong không khí thường bị xỉn màu, dùng khăn tẩm một ít giấm rồi lau các đồ vật này, chúng sáng bóng trở lại. Hãy giải thích
Hướng dẫn giải
(a) Khi cho giấm ăn vào đáy ấm thì giấm ăn đã hòa tan CaCO3 ở đáy ấm nên loại bỏ được các vết cặn này
2CH3COOH + CaCO3 ® (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
(b) Đồ dùng bằng đồng bị xỉn màu là do: 2Cu + O2 ® 2CuO
Khi lau bằng giấm thì giấm đã hòa tan CuO trên bề mặt làm cho đồ dùng sáng bóng trở lại
2CH3COOH + CuO ® (CH3COO)2Cu + H2O
Câu 37: Nhiều acid hữu cơ tạo nên vị chua của các laoị trái cây. Ví dụ: trong quả táo có chứa malic acid; trong quả nho, quả me có tartric acid; trong quả chanh, cam có citric acid. Lấy cùng 1 mol các acid trên cho phản ứng với dung dịch Na2CO3 dư, acid nào tạo được thể tích khí lớn nhất? Viết phương trình hóa học, biết công thức cấu tạo của các acid trên là
Hướng dẫn giải
Malic acid: HOOCCH2CH(OH)COOH hay HOC2H3(COOH)2
Tartric acid: HOOCCH(OH)CH(OH)COOH hay (OH)2C2H2(COOH)2
Citric acid: HOOCCH2C(OH)(COOH)CH2COOH hay HOC3H4(COOH)3
Phương trình hóa học:
HOC2H3(COOH)2 + Na2CO3 ® HOC2H3(COONa)2+ CO2 + H2O
(OH)2C2H2(COOH)2 + Na2CO3 ® (OH)2C2H2(COONa)2 + CO2 + H2O
2HOC3H4(COOH)3 + 3Na2CO3 ® 2HOC3H4(COONa)3 + 3CO2 + 3H2O
Cùng 1 mol mỗi acid thì malic acid và tartric acid thu được 1 mol CO2 còn citric acid thu được 1,5 mol CO2 Citric acid thu được thể tích khí CO2 nhiều nhất.
Câu 38: Hợp chất hữu cơ (X) có công thức phân tử là C4H6O2 nhưng chưa rõ công thức cấu tạo. Để tiến hành xác định công thức cấu tạo của chất, người ta đã thực nghiệm về tính chất của (X) thu được kết quả sau:
- (X) làm quỳ tím chuyển màu đỏ;
- (X) làm mất màu nước bromine;
- Khi cho tác dụng với Na2CO3 tạo chất khí không màu.
(a) Tìm công thức cấu tạo có thể có của (X), gọi tên các đồng phân và cho biết cấu tạo nào có đồng phân hình học.
(b) Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
(a) (X) làm mất màu nước bromine nên (X) có chứa liên kết đôi trong phân từ. (X) làm quỳ tím chuyển màu đỏ, tạo chất khí không màu khi tác dụng với Na2CO3, vậy (X) là carboxylic acid.
Với công thức phân tử là C4H6O2 chứa liên kết đôi và mang nhóm chức carboxylic acid, các đồng phân cổ thể có của (X) là:
CH2=CH-CH2-COOH (1)
CH3CH=CH-COOH (2)
CH2=C(CH3)-COOH (3)
Trong đó (2) có đồng phân hình học (Cis-, trans-).
(b) Các phương trình phản ứng:
- Đối với chất CH2=CH-CH2-COOH:
CH2=CH-CH2COOH + Br2 → CH2Br-CHBr-CH2COOH
2CH2=CH-CH2COOH + Na2CO3 → 2CH2=CH-CH2COONa + CO2↑+ H2O
- Đối với chất CH3CH=CH-COOH:
CH3CH=CH-COOH + Br2 → CH3CHBr-CHBr-COOH
2CH3CH=CH-COOH + Na2CO3 → 2CH3CH=CH-COONa + CO2↑ + H2O
- Đối với chất CH2=C(CH3)-COOH:
CH2=C(CH3)-COOH + Br2 → CH2Br-CBr(CH3)-COOH
2CH2=C(CH3)-COOH + Na2CO3 → 2CH2=C(CH3)-COONa + CO2↑ + H2O
Câu 39: Hai thí nghiệm được mô tả như hình sau:
Nước vôi trong trong ống nghiệm nào nhanh bị đục hơn? Giải thích và viết phương trình hóa học.
Hướng dẫn giải
Ống nghiệm chứa dung dịch HCl nhanh bị đục hơn do HCl là acid mạnh phản ứng xảy ra nhanh còn acetic acid là acid yếu nên phản ứng xảy ra chậm.
PTHH: (1) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
(2) CaCO3 + 2CH3COOH → (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
(3) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Câu 40: Benzoic acid (C6H5COOH, pKa = 4,2; ts = 2490C) và phenol (C6H5OH, pKa = 10,0; ts = 1820C) đều tan trong hexane, nhưng các muối của chúng (benzoate và phenolate) lại tan trong nước và không tan trong hexane.
(a) Trong hai chất trên, chất nào tác dụng được với NaHCO3 (biết H2CO3 có pKa1 = 6,3; pKa2 = 10,2). Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra (nếu có).
(b) Benzoic acid có lẫn phenol được hòa tan trong hexane. Để tách hai chất ra khỏi nhau, người ta thêm dung dịch NaHCO3 dư vào, lắc đều rồi tách riêng phần nước và phần hữu cơ. Acid hóa phần nước bằng dung dịch HCl để thu lấy chất hữu cơ A. Từ phần hữu cơ thu được chất hữu cơ B. Phương pháp nào đã được sử dụng để tách riêng hai chất benzoic acid và phenol? Cho biết tên của các chất hữu cơ A và B.
Hướng dẫn giải
Hướng dẫn giải
(a) Chỉ có benzoic acid tác dụng đước với NaHCO3 do pKa (benzoic acid) < pKa2 (H2CO3)
C6H5COOH + NaHCO3 C6H5COONa + H2O + CO2
(b) Trong quy trình đã nêu, phương pháp được sử dụng để tách riêng hau chất benzoic acid và phenol là phương pháp chiết. Chất hữu cơ A thu được từ phần nước là benzoic acid; chất hữu cơ B thu được từ phần hữu cơ là phenol
Dạng 4: Đốt cháy acid carboxylic
C
A H + O2 CO2 + H2O
O
(k-1). nAcid = nCO2 – nH2O

onthicaptoc.com Chuyen de 37 Acid carboxylic