Công thức phản ứng xà phòng hóa este hay nhất (có đáp án 2024) – Hoá học lớp 12

Công thức phản ứng xà phòng hóa este hay nhất – Hoá học lớp 12

Bài tập về phản ứng xà phòng hóa este rất phổ biến trong các đề thi, đề kiểm tra. Nó cũng chiếm phần lớn số lượng so với các dạng bài tập khác và trải đều ở các mức độ (thông hiểu - vận dụng - vận dụng cao). Bài viết này sẽ giúp các em nắm rõ và thật tự tin khi giải các bài tập thủy phân este.

1. Công thức giải bài toán phản ứng xà phòng hóa este

a) Xà phòng hóa este đơn chức, mạch hở

- Tổng quát:

$\mathrm{RCOOR}\text{'}+\mathrm{NaOH}\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{RCOONa}+\mathrm{R}\text{'}\mathrm{OH}$

→ n_{RCOOR’ p/ư} = n_{NaOH p/ư} = n_RCOONa = n_R’OH

- Một số công thức áp dụng:

+ Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m_este + m_NaOH = m_{muối rắn} + m_R’OH

+ Theo định luật bảo toàn nguyên tố:

n_{OH (NaOH)} = n_{OH (R’OH)}; n_{Na (NaOH)} = n_{Na (RCOONa)}

b) Xà phòng hóa este đa chức

- Este tạo thành từ axit đơn chức và ancol đa chức (n chức): (RCOO)_nR’

- Este tạo thành từ axit đa chức (n chức) và ancol đơn chức: R(COOR’)_n

- Este tạo nên từ ancol và axit có $\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}=\mathrm{m}$ thì m là số chức este và:

+ n_-COO- = n_NaOH

+ m_este + m_{NaOH pư} = m_{muối rắn} + m_ancol

c) Xà phòng hóa este của phenol

Tổng quát:

${\mathrm{RCOOC}}_6{\mathrm{H}}_4-\mathrm{R}\text{'}+2\mathrm{NaOH}\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{RCOONa}+\mathrm{R}\text{'}{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_4\mathrm{COONa}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

→ Nếu phản ứng vừa đủ:

${\text{n}}_{\mathrm{este}}=\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}}{2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{mỗi}\mathrm{muối}}$

- Định luật bảo toàn khối lượng:

m_este + m_{NaOH pư} = m_{muối rắn} + m_{${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$}

- Hỗn hợp este đơn chức có $1<\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}<2$

→ Có một este của phenol.

Ví dụ:

A. propan-1,3-điol.

B. butan-1-ol.

C. propan-1-ol hay propan-2-ol.

D. etilenglicol.

Hướng dẫn giải

Theo đề bài sau phản ứng thu được hỗn hợp hai muối của hai axit hữu cơ đều đơn chức và ancol; lại có $\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}=2$→ este 2 chức tạo nên từ ancol 2 chức

→ n_acol = n_este = 0,1 mol

→ M_ancol = $\frac{6,2}{0,1}=62$(g/mol)

→ ancol Y là C₂H₄(OH)₂ etylenglicol

→ Đáp án D

2. Bạn nên biết:

- Cô cạn dung dịch sau phản ứng được chất rắn khan, chú ý đến lượng NaOH còn dư hay không.

m_{rắn khan} = m_muối + m_{NaOH (nếu có)}

3. Kiến thức mở rộng

Este tạo thành từ axit đa chức (n chức) và ancol đa chức (m chức):

${\mathrm{R}}_{\mathrm{m}}{(\mathrm{C}\text{OO)}}_{\text{m.n}}{\text{R'}}_{\text{n}}\text{\hspace{0.17em}+\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}m.nNaOH\hspace{0.17em}}\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{mR}{\left(\mathrm{COONa}\right)}_{\mathrm{n}}+\mathrm{nR}\text{'}{\left(\mathrm{OH}\right)}_{\mathrm{m}}$

n_muối = (số chức ancol).n_este

n_ancol = (số chức axit).n_este

n_-COO- = n_NaOH = (số chức ancol).(số chức axit).n_este

4. Bài tập minh họa

Câu 1:

A. HCOOH và CH₃COOH

B. CH₃COOH và C₂H₅COOH

C. C₂H₅COOH và C₃H₇COOH

D. C₃H₇COOH và C₄H₉COOH

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,6 mol

$\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}=\frac{0,6}{0,2}=3$

Kết hợp đề bài → este 3 chức tạo bởi axit cacboxylic đơn chức và ancol 3 chức

→ n _muối = n _NaOH = 0,6 mol

Gọi công thức chung của hai muối là $\overline{\mathrm{R}}\mathrm{COONa}$

→ ${\mathrm{M}}_{\overline{\mathrm{R}}\mathrm{COONa}}=\frac{43,6}{0,6}=72,67(\mathrm{g}/\mathrm{mol})$

→ $\overline{\mathrm{R}}=5,67(\mathrm{g}/\mathrm{mol})$

→ 2 muối HCOONa và CH₃COONa thỏa mãn

→ Đáp án A

Câu 2:

A. 16,2 gam.

B. 22,0 gam.

C. 19,8 gam.

D. 23,8 gam.

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,3 mol

${\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}=\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}\mathrm{p}/\mathrm{u}}}{2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=0,1\mathrm{mol}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_este + m_NaOH = m _rắn + m_{${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$}

136.0,1 + 40.0,3 = m _rắn + 18.0,1

→ m _rắn = 23,8 gam

→ Đáp án D