Đề bài
X là ester đơn chức, mạch hở, được sử dụng chủ yếu làm dung môi và chất pha loãng trong ngành sơn, mực in nhờ chi phí thấp, độc tính thấp và có mùi dễ chịu. Ngoài ra, nó còn được dùng để làm sạch bảng mạch và chất tẩy rửa sơn móng tay. Phần trăm khối lượng các nguyên tố trong X là 54,54% carbon; 9,09% hydrogen còn lại là oxygen. Phổ khối lượng của X cho thấy peak [M+] có giá trị m/z = 88. Biết rằng X được điều chế từ một acid và một alcohol có cùng số nguyên tử C.
Phương pháp giải
Xác định công thức phân tử của X từ phổ khối và % các nguyên tố có trong X.
Từ đó xét tính đúng sai của các mệnh đề.
Lời giải chi tiết
Gọi công thức phân tử của X là CxHyOz.
- Áp dụng tính phần trăm khối lượng: \[ \frac{x \, \cdot \, 12}{M} = 54,54 \Rightarrow x \, \cdot \, 12 = 54,54 \cdot M \]
- \[ \frac{y}{M} = 9,09 \Rightarrow y = 9,09 \cdot M \]
- Phần trăm khối lượng của oxi là 100% - 54,54% - 9,09% = 36,37% \[ \frac{z \, \cdot \, 16}{M} = 36,37 \Rightarrow z \, \cdot \, 16 = 36,37 \cdot M \]
Ta có hệ phương trình:
- 54,54M = 12x
- 9,09M = y
- 36,37M = 16z
- M = 88
Giải hệ phương trình, ta được x = 4, y = 8, z = 2. Vậy công thức phân tử của X là \( \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 \).
Xét các mệnh đề:
(1) Sai vì công thức phân tử của X là \( \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 \) còn hệ số đơn giản nhất cũng là 2:1:1.
(2) Đúng, vì X có công thức \( \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 \) và được cấu tạo từ một acid và một alcohol có cùng số nguyên tử C nên X là ethyl acetate.
(3) Đúng vì công thức \( \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 \) có 6 đồng phân este: ethyl acetate, methyl propionate, propyl formate, isopropyl formate, butyl formate, và isobutyl formate.
(4) Sai vì X điều chế từ acid và alcohol có cùng số nguyên tử C, không phải methyl alcohol và formic acid.