Hợp chất đa chức là gì

Tương tự: Hữu cơ,Chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ (hay organic compound), là một lớp lớn của các hợp chất hóa học mà các phân tử của chúng có chứa cacbon. Các hợp chất hữu cơ có thể có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc do các phản ứng nhân tạo.

Phân loại

Dựa vào thành phần các nguyên tố, hợp chất hữu cơ được phân thành 2 loại

• Hidrocacbon là những hợp chất mà phân tử chỉ gồm 2 nguyên tố C và H
• Dẫn xuất của hidrocacbon là những hợp chất mà phân tử có các nguyên tố khác ngoài C và H.

Dựa theo mạch cacbon của phân tử, hợp chất hữu cơ được phân thành:

• Hợp chất có mạch vòng
• Hợp chất không có mạch vòng.

Dựa vào các nhóm chức có trong phân tử, các hợp chất là dẫn xuất của hidrocacbon được phân thành 3 loại:

• Hợp chất hữu cơ đơn chức là hợp chất chỉ có 1 nhóm chức.
• Hợp chất hữu cơ đa chức là hợp chất có nhiều nhóm chức nhưng cùng 1 loại nhóm chức.
• Hợp chất hữu cơ tạp chức là hợp chất có nhiều loại nhóm chức khác nhau

Đặc điểm chung của chất hữu cơ

• Nguyên tố bắt buộc có trong hợp chất là cacbon
• Liên kết hoá học chủ yếu trong chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị.

• Các hợp chất hữu cơ có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp(dễ bay hơi).
• Không tan hoặc ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

• Các hợp chất hữu cơ thường kém bền với nhiệt, dễ cháy.
• Các phản ứng của hợp chất hữu cơ thường chậm và không hoàn toàn theo một hướng nhất định.

Este đa chức là một trong những chủ đề quan trọng trong chương trình hóa học 12. Vậy khái niệm este đa chức là gì? Công thức lý thuyết este đa chức?… Bài viết dưới đây của DINHNGHIA.VN chắc chắn sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cụ thể và hữu ích về chủ đề trên, cùng tìm hiểu nhé!. 

Tìm hiểu lý thuyết este đa chức

Khái niệm este đa chức là gì?

• Este đa chức là những este chứa ít nhất 2 nhóm chức -COO- trong phân tử.
• Thông thường số chức este là bội số chung nhỏ nhất của số chức axit và số chức ancol trừ trường hợp tạo polime. Chúng ta thường gặp este ba chức tạo bởi glyxerol và axit trong các bài toán.

Công thức tổng quát của este đa chức

Este này có nhiều dạng khác nhau như sau: 

• Este của ancol đa chức và axit đơn chức có công thức chung là \((RCOO)_{x}R’\).
• Este của ancol đơn chức và axit đa chức có công thức chung là \(R(COOR’)_{y}\).
• Este đa chức của ancol x chức và axit y chức có công thức chung là: \(R_{x}(COO)_{xy}R’_{y}\).
  • Khi x = y thì este có công thức là: \(R(COO)_{y}R’\) \(\rightarrow\) este vòng.
• Công thức tổng quát của este 2 chức mạch hở (Este no, 2 chức mạch hở): \(C_{n}H_{2n-2}O_{4}\)

Tìm hiểu về este đa chức + NaOH

Kiến thức về este đa chức tác dụng với NaOH được cụ thể hóa như sau:

Phản ứng xà phòng hóa:

\(x = \frac{n_{NaOH}}{n_{este}} \Rightarrow\) x là số nhóm chức este

Khi xà phòng hóa este 2 chức với dung dịch NaOH cho:

Trường hợp 1: Sản phẩm thu được gồm 1 muối + 1 ancol + 1 andehit 

• Este có cấu tạo là: \(R^{1}-OOC-R-COO-CH=CH-R^{2}\)
• Phản ứng:

\(R^{1}-OOC-R-COO-CH=CH-R^{2} + 2NaOH \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} NaOOC – R-COONa + R^{1}OH + R^{2}-CH_{2}-CHO\)

Trường hợp 2: Sản phẩm thu được gồm 2 muối + 1 ancol 

• Este có cấu tạo là: \(R^{1}-OOC-R-COO-R^{2}\)
• Phản ứng:

\(R^{1}-OOC-R-COO-R^{2} + 2NaOH \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} NaOOC-R-COONa + R^{1}OH + R^{2}OH\)

• \(n_{OH^{-}} = 2n_{m} = 2n_{este}\)
• \(n_{OH^{-}} = 2\sum n_{r}\)

Trường hợp 3: Sản phẩm thu được gồm 1 muối + 1 ancol

• Este có cấu tạo: \(R(COOR’)_{2}\) hoặc \((RCOO)_{2}R’\)
• Phản ứng:

\(R(COOR’)_{2} + 2NaOH \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} NaOOC – R-COONa + 2R’OH\)

\((RCOO)_{2}R’+ 2NaOH \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} 2RCOONa + R'(OH)_{2}\)

Một số bài tập este đa chức

Bài 1: Khi thủy phân hoàn toàn 0,05 mol este tiêu tốn hết 5,6g KOH. Mặt khác, khi thủy phân 5,475g este đó thì tiêu tốn hết 4,2g KOH và thu được 6,225g muối. Tìm CTCT este đó.

Cách giải

\(n_{KOH} = 0,1\, mol\)

0,0375 mol este khi thủy phân cần 4,2 g KOH

\(\Rightarrow M_{este} = \frac{5,475}{0,0375} = 146 (g/mol)\)

Do muối là \((RCOOK)_{2}\)

Ta có:

\(n_{m} = n_{este} = 0,0375\, (mol)\)

\(\Rightarrow M_{m} = R + 166 = \frac{6,225}{0,0375} = 166\, (g/mol)\)

\(\Rightarrow R = 0\) và axit là \(HOOC-COOH\)

\(M_{este} = 146\)

\(\Rightarrow\) gốc ancol 2R = 146 – 88 = 58 \(\Rightarrow\) R = 29 hay \(C_{2}H_{5}\)

Vậy este là \((COOC_{2}H_{5})_{2}\)

Bài 2: Để thuỷ phân hết 7,612 gam hỗn hợp X gồm 2 este đơn chức và 2 đa chức thì cần dùng vừa hết 80ml dung dịch KOH a M. Sau phản ứng, thu được hỗn hợp Y gồm các muối của các axit cacboxylic và các ancol. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y thì thu được \(K_{2}CO_{3}\), 4,4352 lít \(CO_{2}\) (đktc) và 3,168 gam \(H_{2}O\). Vậy a có giá trị là bao nhiêu?

Cách giải

Thủy phân: 

7,612 gam X + 2x mol KOH \(\rightarrow\) Y (gồm cả muối + ancol).

Đốt 

\(Y + O_{2} \rightarrow x\, \, mol\, \, K_{2}CO_{3} + 0,198\, \, mol\, \, CO_{2} + 0,176\, \, mol\, \, H_{2}O\)

• Bảo toàn C có \(n_{C\, trong\, X} = n_{C\, trong\, Y} = 0,198 + x\, mol\)
• Bảo toàn H có \(n_{H\, trong\, X} = n_{H\, trong\, Y} – n_{H\, trong\, KOH} = 0,352 – 2x\, mol\)
• O trong X theo cụm \(-COO\) mà \(n_{-COO} = n_{KOH} = 2x\, mol \rightarrow n_{O\, trong\, X} = 4x\, mol\)

Tổng lại: \(m_{X} = m_{C} + m_{H} + m_{O} = 7,612\, gam\)

Thay vào giải x = 0,066 mol.

\(\rightarrow n_{KOH} = 2x = 0,132\, mol\)

\(\rightarrow a = \frac{0,132}{0,08} = 1,65M\)

Bài 3: Để thủy phân 0,1 mol este A chỉ chứa 1 loại nhóm chức cần dùng vừa đủ 100 gam dd NaOH 12%, thu được 20,4 gam muối của một axit hữu cơ và 9,2 gam một ancol. Xác định CTPT, viết CTCT và gọi tên este đó. Biết 1 trong 2 chất (ancol hoặc axit) tạo thành este là đơn chức.

Cách giải

Ta có:

\(n_{X} : n_{NaOH} = 1 : 3\)

Do ancol đa chức và muối của axit hữu cơ:

\(\Rightarrow\) X là este 3 chức \((RCOO)_{3}R’\)

\(\Rightarrow n_{ancol} = n_{X} = 0,1\, mol\)

\(\Rightarrow M_{ancol} = R’ + 17.3 = 92\)

\(\Rightarrow R = 41\, \, (C_{3}H_{5})\)

\(m_{m} = 3n_{X} = 0,3\, mol\)

\(\Rightarrow M_{m} = R + 67 = 68 \Rightarrow R = 1\, (H)\)

Vậy X là \((HCOO)_{3}C_{3}H_{5}\): Glixerol trifomiat

Bài viết trên đây của DINHNGHIA.VN đã giúp bạn tổng hợp kiến thức về chuyên đề este. Mong rằng những thông tin mà bài viết cung cấp đã giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và tìm hiểu về este đa chức. Chúc bạn luôn học tốt!.

Xem chi tiết qua video:

Xem thêm >>> Phản ứng este hóa là gì? Chuyên đề hiệu suất phản ứng este hóa

Please follow and like us: