by β-Caroten (chất hữu cơ có trong củ cà rốt) có màu da cam. Nhờ tác dụng của enzim trong ruột non, β-caroten chuyển thành vitamin A nên nó còn được gọi là tiền vitamin A. Oxi hoá hoàn toàn 6,7 gam β-caroten rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình (1) đựng dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc thấy khối lượng bình (1) tăng 6,3 gam. Sau đó, khí thoát ra được dẫn qua qua bình (2) đựng dung dịch Ca(OH)$_{2}$ thu được 30,0 gam kết tủa và dung dịch X. Thêm dung dịch KOH 1,0 M vào X, thu được kết tủa. Để lượng kết tủa thu được là lớn nhất thì cần tối thiểu 100,0 ml dung dịch KOH. Công thức đơn giản nhất của β-caroten là
A. C$_{5}$H$_{9}$.
B. C$_{5}$H$_{7}$.
C. C$_{5}$H$_{8}$.
D. C$_{5}$H$_{6}$.
Hướng dẫn
Chọn phương án: B
Phương pháp giải:
– Dẫn sản phẩm cháy qua bình (1) đựng H$_{2}$SO$_{4}$ đặc và bình (2) đựng dung dịch Ca(OH)$_{2}$:
+ Axit H$_{2}$SO$_{4}$ đặc có tính háo nước nên hấp thụ nước ⟹ Lượng H$_{2}$O
+ Khí thoát ra là CO$_{2}$, cho hấp thụ vào Ca(OH)$_{2}$:
▪ Tính được số mol CaCO$_{3}$ và số mol KOH.
▪ Do thêm KOH vào dung dịch X thu được kết tủa ⟹ dung dịch X có chứa Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$. Theo đề bài, để lượng kết tủa lớn nhất thì cần lượng tối thiểu KOH nên phản ứng là:
Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$ + KOH → CaCO$_{3}$ ↓ + KHCO$_{3}$ + H$_{2}$O
Từ PTHH và số mol KOH ⟹ Số mol Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$
▪ Bảo toàn nguyên tố C ⟹ \({n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{{\rm{O}}_3}}} + 2{n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}}\)
– Xét phản ứng cháy của β-caroten:
+ Bảo toàn nguyên tố C ⟹ \({n_C} = {n_{C{O_2}}}\)
+ Bảo toàn nguyên tố H ⟹ \({n_H} = 2{n_{{H_2}O}}\)
So sánh (m$_{C}$ + m$_{H}$) và m$_{β-caroten}$ ⟹ β-caroten không chứa O
Lập tỉ lệ số mol nguyên tố C và H ⟹ CTĐGN
Lời giải chi tiết:
– Dẫn sản phẩm cháy qua bình (1) đựng H$_{2}$SO$_{4}$ đặc và bình (2) đựng dung dịch Ca(OH)$_{2}$:
+ Axit H$_{2}$SO$_{4}$ đặc có tính háo nước nên hấp thụ nước ⟹ \({m_{{H_2}O}} = {m_{binh(1)\tan g}} = 6,3\left( g \right) \to {n_{{H_2}O}} = \frac{{6,3}}{{18}} = 0,35\left( {mol} \right)\)
+ Khí thoát ra là CO$_{2}$, cho hấp thụ vào Ca(OH)$_{2}$:
Ta có: \({n_{CaC{{\rm{O}}_3}}} = \frac{{30}}{{100}} = 0,3\left( {mol} \right);{n_{K{\rm{O}}H}} = 0,1.1 = 0,1\left( {mol} \right)\)
Do thêm KOH vào dung dịch X thu được kết tủa ⟹ dung dịch X có chứa Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$
Theo đề bài, để lượng kết tủa lớn nhất thì cần lượng tối thiểu KOH nên phản ứng là:
Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$ + KOH → CaCO$_{3}$ ↓ + KHCO$_{3}$ + H$_{2}$O
0,1 ← 0,1 (mol)
B. ảo toàn nguyên tố C ⟹ \({n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{{\rm{O}}_3}}} + 2{n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = 0,3 + 2.0,1 = 0,5\left( {mol} \right)\)
– Xét phản ứng cháy của β-caroten:
+ Bảo toàn nguyên tố C ⟹ \({n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,5\left( {mol} \right)\)
+ Bảo toàn nguyên tố H ⟹ \({n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,35 = 0,7\left( {mol} \right)\)
Ta thấy: m$_{C}$ + m$_{H}$ = 0,5.12 + 0,7.1 = 6,7 = m$_{β-caroten}$ ⟹ β-caroten không chứa O
⟹ n$_{C}$ : n$_{H}$ = 0,5 : 0,7 = 5 : 7
Vậy CTĐGN của β-caroten là C$_{5}$H$_{7}$.
Chọn B.
