by Hỗn hợp E gồm chất X (C3H10N2O4) và chất Y (C3H12N2O3), biết X là hợp chất hữu cơ đa chức. Cho 3,86 gam E tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được 0,06 mol hai chất khí (có tỉ lệ mol 1 : 5, X và Y đều tạo khí làm xanh quỳ tím ẩm, 2 chất khí hơn kém nhau 1 nguyên tử cacbon) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
A. 5,92.
B. 4,68.
C. 2,26.
D. 3,46.
Hướng dẫn
Đáp án D
${{k}_{{{C}_{3}}{{H}_{10}}{{N}_{2}}{{O}_{4}}}}=\frac{3.2+2+2-10}{2}=0=\pi -i$
(k là độ bất bão hoà tính theo công thức phân tử, $\pi $ là số liên kết pi thực tế trong công thức cấu tạo , i là số liên kết ion trong công thức cấu tạo)
X có 4 nguyên tử O trong phân tử, nên X là muối của amoni của axit cacboxylic 2 chức nên $\pi $ = 2(có 2 liên kết $\pi $ trong 2 nhóm COO) $\to $ i = $\pi $ – k = 2 (có 2 liên kết ion). Vậy X là muối amoni 2 chức của axit cacboxylic 2 chức.
$X\to \left[ \begin{array}{*{35}{l}}
N{{H}_{4}}OOC\text{ }-\text{ }COON{{H}_{3}}C{{H}_{3}} \\
N{{H}_{4}}OOC-C{{H}_{2}}-C\text{OO}N{{H}_{4}} \\
\end{array} \right.$
${{k}_{{{C}_{3}}{{H}_{12}}{{N}_{2}}{{O}_{3}}}}=\frac{3.2+2+2-12}{2}=-1$
Y có 3 nguyên tử O nên Y là muối amoni của 1 trong các gốc NH3 và CH3NH2 (đều có $\pi $ = 1)
$\to $ i = $\pi $- k = 2 (Y có 2 liên kết ion trong phân tử). Vậy Y là muối amoni 2 chức của axit cacbonic (gốc $CO_{3}^{2-}$ )
$Y\to \left[ \begin{align}
& {{(C{{H}_{3}}N{{H}_{3}})}_{2}}C{{O}_{3}} \\
& \left[ \begin{array}{*{35}{l}}
{{C}_{2}}{{H}_{5}}N{{H}_{3}}C{{O}_{3}}N{{H}_{4}} \\
{{(C{{H}_{3}})}_{2}}N{{H}_{3}}C{{O}_{3}}N{{H}_{4}} \\
\end{array} \right. \\
\end{align} \right.$
$\left\{ \begin{array}{l} {n_X} = x(mol)\\ {n_Y} = y(mol) \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} 138x + 124y = 3,86\\ {n_{khi}} = 2x + 2y = 0,06 \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} x = 0,01\\ y = 0,02 \end{array} \right.$
Do 2 khí thoát ra hơn kém nhau 1 nguyên tử C (NH3 và CH3NH2) và có tỉ lệ mol 1 : 5, nên ở đây chỉ cần xét 1 trường hợp thoả mãn được 2 điều kiện trên:
X : NH4OOC – COONH3CH3, Y: (CH3NH3)2CO3
NH4OOC-COONH3CH3 +2NaOH$\xrightarrow{t{}^\circ }$(COONa)2 +NH3 +CH3NH2 +2H2O
0,01 mol $\to $ 0,01 mol
(CH3NH3)2CO3 + 2NaOH $\xrightarrow{t{}^\circ }$ 2CH3NH2 + Na2CO3 + 2H2O
0,02 mol $\to $ 0,02 mol
Ta có ${{m}_{muoi}}=134{{n}_{{{(C\text{OO}Na)}_{2}}}}+106{{n}_{N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}}}=3,46(g)$
