Trang chủ
Sách ID
Khóa học miễn phí
Luyện thi ĐGNL và ĐH 2023
Câu hỏi : Công thức cấu tạo C3H6O2
Trả lời:
Ứng với công thức phân tử C3H6O2thì chất có thể là axit cacboxylic hoặc este
I. Axit cacboxylic C3H6O2
Axit cacboxylic C3H6O2có 1 đồng phân cấu tạo, cụ thể:
CTCT thu gọn:CH3- CH2– COOH
Tên gọi:Axit propioic/ Axit propanoic
II. Este C3H6O2
Este C3H6O2có 2 đồng phân cấu tạo, cụ thể:
1. CTCT thu gọn:CH3COOCH3
Tên gọi:Metyl axetat
2. CTCT thu gọn:HCOOC2H5
Tên gọi :Etyl fomat
Kết luận:Vậy ứng với công thức phân tử C3H6O2thì chất có 3 đồng phân, có thể là axit cacboxylic hoặc este.
Cùng Top lời giải tìm hiểu chung về axit cacboxylic và este nhé !
A. Acid carboxylic
Axit carboxyliclà một loạiaxit hữu cơchứanhóm chứccarboxyl. Công thức tổng quát của loại axit này làR-C[=O]-OH, đôi khi được viết thànhR-COOHhoặcR-CO2H, trong đó R- có thể đơn giản là mộtnguyên tốhydrohoặc gốc nhiều hơn một nhóm chứchydrocarbon.
Axit carboxylic tồn tại ở nhiều dạng khác nhau trong đời sống, với ví dụ cụ thể làamino acid[đơn vị cơ bản của protein] hoặcaxit axetic[tronggiấmăn]. Khi mất đi mộtproton[H+], nhóm chức carboxyl sẽ trở thành mộtanioncacbonxylate.
I. Tính tan
Axit carboxylic là một chất có tínhphân cực. Do các axit carboxylic vừa có phân cực âm ở nguyên tố oxy của nhóm cacbonyl [-C=O] vừa có phân cực dương ở nguyên tố hydro của nhóm hydroxy [-OH], các chất này có thểliên kết hydrovới nhau và thường tồn tại dưới dạngdimetrong các loại môi môi không phân cực. Các axit carboxylic nhỏ [có khoảng từ 1 đến 5 cacbon] có thể tan được trong nước. Trong khi đó, khả năng tan trong nước của các axit carboxylic lớn hơn bị hạn chế bởi khi càng tăng độ dài chuỗiankyl, tính kỵ nước của axit sẽ càng tăng. Các loại axit lớn hơn này thường tan trong các loại dung môi có tính phân cực yếu hơn nhưetehayalcohol. Khi tác dụng axit carboxylic, bất kể lớn hay nhỏ, với dung dịchnatri hydroxide, sản phẩm thu được sẽ là một loại muối natri tan được trong nước
II. Nhiệt độ bay hơi
Axit carboxylic thường cónhiệt độ bay hơilớn hơn nước hay alcohol do có diện tích bề mặt lớn hơn và có liên kết hydro giữa dime ổn định hơn. Để có thể bay hơi, cần một lượngnhiệt bay hơiđáng kể để có thể phá vỡ liên kết giữa các dime hoặc khiến cho cả dime cùng bốc hơi. Ví dụrượu etylicC2H5OH sôi ở 78,3°C cònaxit axeticCH3COOH sôi ở 118°C.
III. Tính Axit
Theothuyết axit-base Brønsted-Lowry, axit carboxylic được phân loại axit là do chất này có thể nhường proton H+. Chất này là một trong những loại axit phổ biến trong hóa học hữu cơ.
Axit carboxylic là mộtaxityếu. Trong môi trườngnướcnó bịphân lithànhcationH3O+vàanionRCOO−nhưng với tỉ lệ rất thấp. Ví dụ, ở nhiệt độ trong phòng thí nghiệm, trong 1mol dung dịch axit acetic thì chỉ có 0.4% axit axetic bị phân li.
RCOOH ↔ RCOO-+ H+
Trong một phân tử của axit carboxylic, nếu tồn tại các nguyên tố hay nhóm chức rút electron nhưfluorhayclo, axit carboxylic đó sẽ mạnh hơn. Ví dụ, pKa [hằng số điện li axit] củaaxit formicbằng 3.75. Tuy nhiên khi thay C-H của axit formic thành C-CF3để trở thành axit trifluorrouacetic thì pKA giảm xuống còn 0.23 [tính axit mạnh hơn]. Ngược lại, nếu trong phân tử của axit carboxylic tồn tại các nguyên tố hay nhóm chức nhường electron, thì axit carboxylic đó sẽ yếu hơn. Ví dụ, nếu thay nhóm C-H của axit formic thành C-CH3để trở thành axit axetic, pKa sẽ tăng từ 3.75 lên 4.76 [tính axit yếu hơn]
IV. Mùi thơm
Các axit carboxylic thường có một mùi chua nồng. Tuy nhiên,este, một biến thể của axit carboxylic, đa phần lại có một mùi hương rất dễ chịu, và được dùng phổ biến trong sản xuấtnước hoa.
V. Đặc điểm nhận dạng
Phương phápquang phổ hồng ngoạicó thể được dùng để nhận dạng axit carboxylic hoặc nhóm carboxyl trong mẫu thử. Dao động của liên kết C=O [nhóm cacbonyl] của axit carboxylic sẽ cho ra một mũi hấp thụ nhọn ở số sóng khoảng giữa 1680 và 1725cm−1. Đồng thời, dao động của liên kết O-H [nhóm hydroxy] sẽ cho một mũi rộng ở số sóng từ 2500 đến 3000cm−1. Khi dùng phương phápcộng hưởng từ hạt nhânhydro-1, theo lý thuyết, nguyên tố hydro của nhóm hydroxy sẽ cho tín hiệu ở khoảng 10-13 ppm. Tuy nhiên trong thực tế, kết quả này thường không rõ ràng khi axit carboxylic sẽ trao đổi liên tục với nước khiến cho thiết bị không đo đạc chuẩn xác được.
B. Este
I. Khái niệm – Phân loại:
1. Khái niệm:
- Este là sản phẩm được tạo thành khi thay nhóm –OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm –OR’ của ancol.
- Công thức chung của 1 số este:
+ Este tạo bởi axit đơn chức và rượu đơn chức RCOOH và R’OH: RCOOR’
Nếu R và R’ là gốc no thì este là CnH2nO2[n2]
+ Este tạo bởi axit đơn chức RCOOH và rượu đa chức R’[OH]n: [RCOO]nR’
+ Este tạo bởi axit đa chức R[COOH]mvà rượu đơn chức: R[COOR’]m
+ Este tạo bởi axit đa chức R[COOH]mvà rượu đa chức R’[OH]n: [ ít gặp] Rn[COOR’]n.mR’m
2. Phân loại:
- Tùy theo đặc điểm của gốc hidrocacbon và số nhóm cacboxyl, este được chia thành nhiều loại khác nhau như: este no, este không no, este đơn chức, đa chức…
3. Đồng phân:
- Ứng với công thức CnH2nO2có thể có các loại đồng phân mạch hở sau:
+ Axit no, đơn chức
+ Este no, đơn chức
+ Andehit – rượu
+ Xeton – rượu
+ Andehit – ete
+ Xeton – ete
- Các đồng phân este đơn chức gồm có đồng phân mạch cacbon của gốc ancol và đồng phân mạch cacbon của gốc axit tạo thành este.
Ví dụ: ứng với CTPT C4H8O2có các đồng phân este sau:
HCOOCH2-CH2-CH3: n-propyl fomat
HCOOCH-[CH3]2: isopropyl fomat
CH3COOC2H5: etyl axetat
C2H5COOCH3: metyl propionat
II. Danh pháp:
1. Với ancol đơn chức R’OH:
Tên este = tên gốc hidrocacbon R’+ tên gốc axit [đổi đuôi ic at ]
Ví dụ:
CH3COOC2H5: etyl axetat
CH2=CH-COO-CH3: metyl acrylat
2.Với ancol đa chức:
Tên este = tên ancol + tên gốc axit
Ví dụ:
CH2OOC-CH3: etylenglycol điaxetat
CH2OOC-CH3
III. Tính chất vật lí:
1.Trạng thái: Đa số ở trạng thái lỏng. Những este có KLPT rất lớn có thể ở trạng thái rắn [ như mỡ động vật, sáp ong …]
2.Nhiệt độ sôi:Thấp, dễ bay hơi do không tạo liên kết hidro giữa các phân tử.
3.Tính tan:Ít tan hoặc không tan trong nước do không tạo liên kết hidro giữa các phân tử với nước.
4. Đa số các este có mùi thơm đặc trưng:
- Isoamyl axetat: CH3COOCH2CH2[CH3]2: mùi chuối
-Etyl butirat: CH3CH2CH2COOC4H9: mùi dứa
- Geranyl axetat: CH3COOC10H17: mùi hoa hồng…
Đồng phân của một chất hữu cơ khá phức tạp và có nhiều loại: đồng phân mạch hở [đồng phân mạch cacbon], đồng phân hình học, đồng phân nhóm chức, đồng phân dẫn xuất, ... Dưới đây là các dạng Đồng phân & Công thức cấu tạo của C3H6O2 nhằm mục đích giúp các em học sinh viết đủ số đồng phân của C3H6O2 và gọi tên đúng các đồng phân của C3H6O2 tương ứng.
Ứng với công thức phân tử C3H6O2 thì chất có thể là axit cacboxylic hoặc este
A. Axit cacboxylic C3H6O2
Axit cacboxylic C3H6O2 có 1 đồng phân cấu tạo, cụ thể:
| CH3 - CH2 – COOH | Axit propioic/ Axit propanoic |
B. Este C3H6O2
Este C3H6O2 có 2 đồng phân cấu tạo, cụ thể
| CH3COOCH3 | Metyl axetat | |
| HCOOC2H5 | Etyl fomat |
Vậy ứng với công thức phân tử C3H6O2 thì chất có 3 đồng phân, có thể là axit cacboxylic hoặc este.