Đề bài
Phân tích phần trăm khối lượng các nguyên tố của ester X cho thấy X chứa 60% carbon, 8% hydrogen, còn lại là oxygen. Thủy phân X trong môi trường acid thu được methyl alcohol (Y) và carboxylic acid Z. Phổ khối lượng và phổ hồng ngoại của X được cho trong hình dưới đây:
Phương pháp giải
Dựa vào phổ khối và phổ IR, xác định công thức của X.
Lời giải chi tiết
(1) Đúng, peak ion phân tử có m/z = 100 nên ${{M}_{X}}=100$.
(2) Sai, ta có:
Số C $=\frac{100.60%}{12}=5$
Số H $=\frac{100.8%}{1}=8$
Số O $=\frac{100.32%}{16}=2$
Do đó, X là ${{C}_{5}}{{H}_{8}}{{O}_{2}}$, tổng số nguyên tử hydrogen và oxygen trong phân tử X là 10.
(3) Đúng, tín hiệu hấp thụ đặc trưng cho liên kết C=O (ester) của X trên phổ hồng ngoại là điểm B ($1740\text{ }c{{m}^{-1}}$)
(4) Sai. Ta có X là ${{C}_{5}}{{H}_{8}}{{O}_{2}}$ được điều chế bởi methyl alcohol ($C{{H}_{3}}OH$) và carboxylic acid Z nên X là: ${{C}_{3}}{{H}_{5}}COOC{{H}_{3}}$ và Z là ${{C}_{3}}{{H}_{5}}COOH$.
Ta có: ${{n}_{C{{H}_{3}}OH}}=0,099$; ${{n}_{{{C}_{3}}{{H}_{5}}COOH}}=\frac{8.1,02\text{ }}{86}=0,094884$
$\Rightarrow $Số mol ${{C}_{3}}{{H}_{5}}COOH$ hết, $C{{H}_{3}}OH$ dư nên số mol ${{n}_{{{C}_{3}}{{H}_{5}}COOC{{H}_{3}}(lt)}}=0,094884$
Mà theo thực tế, ${{n}_{{{C}_{3}}{{H}_{5}}COOC{{H}_{3}}(tt)}}=\frac{5,58\text{ }}{100}=0,0558$
Vậy hiệu suất phản ứng là $H=\frac{0,0558}{0,094884}.100%\approx 59%$