Bài 5 trang 71 SGK Hóa học 11 (Cánh Diều),là bài toán tổng hợp kiến thức vềđồng phân nhóm chức, dãy đồng đẳngcủa acid carboxylic và ứng dụng củaphổ hồng ngoại (IR)trong việc phân biệt các hợp chất hữu cơ có nhóm chức khác nhau.
Bài 5 trang 71 Hóa 11 Cánh diều:
a) Carboxylic acid Z là đồng phân của methyl acetate (CH3COOCH3). Viết công thức cấu tạo của Z.
b) X, Y là các chất đồng đẳng của Z. Viết công thức cấu tạo của X, Y biết rằng số nguyên tử carbon có trong phân tử mỗi chất X, Y đều nhỏ hơn số nguyên tử carbon có trong phân tử Z.
c) Có thể phân biệt acid Z với methyl acetate dựa vào phổ hồng ngoại của chúng không? Vì sao?
Phân Tích Hướng Dẫn Giải:
Đồng phân (a):Methyl acetate ($\text{CH}_3\text{COOCH}_3$) là mộtestervới công thức phân tử$\mathbf{\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2}$.Acid$Z$phải có cùng CTPT này và chứa nhóm$\mathbf{\text{-COOH}}$.
Đồng đẳng (b):Dãy đồng đẳng của acid carboxylic ($\mathbf{\text{C}_n\text{H}_{2n}\text{O}_2}$) hơn kém nhau$\text{-CH}_2\text{-}$.Ta tìm các chất trong dãy có$n < 3$.
Phổ IR (c):Phân biệt dựa trên sự có mặt củanhóm chức $\mathbf{\text{-OH}}$(acid) trong$Z$mà methyl acetate (ester) không có.
Giải bài 5 trang 71 Hóa 11 Cánh diều:
a) Công thức cấu tạo của Z: CH3 – CH2 – COOH.
b) Số nguyên tử carbon có trong phân tử mỗi chất X, Y đều nhỏ hơn số nguyên tử carbon có trong phân tử Z nên công thức cấu tạo của X, Y: HCOOH; CH3–COOH.
c) Có thể phân biệt acid Z với methyl acetate dựa vào phổ hồng ngoại của chúng do hai chất này có nhóm chức khác nhau.
Carboxylic acid $\mathbf{Z}$ là $\mathbf{\text{Propanoic acid}}$ ($\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2$), đồng phân nhóm chức của methyl acetate. Hai chất đồng đẳng nhỏ hơn của $Z$ là $\mathbf{\text{Acetic acid}}$ và $\mathbf{\text{Formic acid}}$. Việc phân biệt $Z$ và methyl acetate bằng phổ hồng ngoại là hoàn toàn có thể vì chỉ có acid $Z$ mới có liên kết $\mathbf{\text{O-H}}$ (tín hiệu ở $2500 - 3300 \text{ cm}^{-1}$), điều này giúp phân biệt rõ ràng nhóm acid ($\text{-COOH}$) với nhóm ester ($\text{-COO-}$).
• Xem thêm: