Biện luận xác định công thức muối Amoni

  1. Tác giả: LTTK CTV02
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪


    LTTK xin gửi đến bạn đọc Biện luận xác định công thức muối Amoni. Hi vọng các bạn sẽ học tập được nhiều điều bổ ích mà tài liệu này mang lại nhé.

    Bài tập về muối amoni hữu cơ thường là dạng bài tập khó. Trở ngại lớn nhất chính là tìm ra công thức cấu tạo của muối amoni. Đứng trước dạng bài tập này, học sinh và có khi cả là thầy cô thường giải quyết bằng kinh nghiệm (tích lũy từ những bài đã làm). Vì thế, khi gặp những bài mới, lạ thì hay lúng túng, bị động, có khi mất nhiều thời gian mà vẫn không tìm được điều mình muốn. Để tìm nhanh công thức cấu tạo của muối amoni ta phải có kỹ năng phân tích, biện luận dựa vào giả thiết và công thức phân tử của muối.


    I. Muối amoni của axit vô cơ
    * Phương pháp giải:

    - Điều kiện thường có 4 amin ở thể khí, mùi khai, làm xanh quì tím là CH3NH2, C2H5NH2, (CH3)2NH; (CH3)3N.
    - Hợp chất hữu cơ tác dụng với dung dịch kiềm/t0 hoặc axit đều giải phóng khí thì là muối amoni cacbonat của các amin trên.
    - Hợp chất hữu cơ tác dụng với dung dịch kiềm/t0, cô cạn dung dịch chỉ thu được các chất vô cơ Þ muối amoni của axit vô cơ
    - Muối amoni của axit vô cơ hay gặp là muối clorua (Cl-), muối cacbonat (CO32-, HCO3-), muối nitrat (NO3-)…
    - CxHyNzClt Þ muối clorua.
    - CxHyO3N Þ muối HCO3-.
    - CxHyO3N2 Þ có thể là đipeptit (nếu C ≥4) hoặc muối CO32- hoặc NO3-…
    - CxHyO6N3 Þ có thể là muối của 2 gốc HCO3- và NO3-
    - CxHyO6N4 Þ có thể là muối của 2 gốc CO32- và NO3-

    * Ví dụ minh họa
    Câu 1: X có công thức C4H14O3N2. Khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được hỗn hợp Y gồm 2 khí ở điều kiện thường và đều có khả năng làm xanh quỳ tím ẩm. Số CTCT phù hợp của X là
    A. 5. B. 4. C. 3. D. 2.
    Đáp án: C
    X + NaOH thu được hỗn hợp 2 khí làm xanh quì tím Þ muối CO32-
    Þ X là muối có CTCT như sau:
    (CH3)3NH-OCOONH4; C2H5NH3OCOONH3CH3; (CH3)2NH2OCOONH3CH3
    Câu 2: Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử C2H8O3N2. Cho 16,2 gam X phản ứng hết với 200 ml dung dịch NaOH 1,5M. Làm khan cẩn thận dung dịch sau phản ứng, tách thu được m gam muối vô cơ. Giá trị lớn nhất của m là
    A. 12,75. B. 15,90. C. 18,60. D. 18,75.
    Đáp án: B
    - C2 …O3 Þ Muối HCO3- hoặc CO32- hoặc NO3-
    Þ Đối với công thức phân tử C2H8O3N2 có thể có 2 dạng công thức cấu tạo thỏa mãn: C2H5NH3NO3 (1) hoặc H2NCH2NH3HCO3 (2)
    ♦ Xét công thức (1):
    Dễ thấy, sẽ có 0,15 mol X phản ứng tạo thành NaNO3
    Đề bài hỏi muối khan nên ta có khối lượng là m = 0,15.85 = 12,75
    ♦ Xét công thức (2):
    Lượng NaOH sẽ phản ứng hết tạo thành 0,15 mol Na2CO3 Þ m = 0,15.106 = 15,9
    Vậy, khối lượng lớn nhất là 15,9.
    Đáp án: B
    Câu 3: Cho 18,5 gam chất hữu cơ A có CTPT C3H11N3O6 tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH 1M tạo thành nước, 1 chất hữu cơ đa chức bậc một và m gam hỗn hợp muối vô cơ. Giá trị gần đúng nhất của m là
    A. 8,45 B. 25,45 C. 21,15 D. 19,05
    Đáp án: D
    + Theo giả thiết: A tác dụng với dung dịch NaOH thu được amin đa chức bậc 1 và hỗn hợp muối vô cơ. Suy ra A là muối amoni của amin đa chức với các axit vô cơ.
    + A có 6 nguyên tử O, suy ra A chứa hai gốc axit vô cơ là hoặc
    Þ A là O3NH3N(CH2)2NH3HCO3 hoặc O3NH3NCH(CH3)NH3HCO3.

    II. Muối amoni của axit hữu cơ
    * Phương pháp giải: cũng theo các bước như I.
    Với chú ý
    - CxHyO2NÞ có thể là muối amoni của axit hữu cơ đơn chức với NH3 hoặc amin
    - CxHyO4Nt Þ có thể là (1)muối của axit hữu cơ 2 chức
    (2) muối của axit hữu cơ đơn chức với amin 2 chức.
    (3) Tripeptit (t ≥ 3)....

    * Bài tập minh họa
    Câu 1: Hợp chất hữu cơ X có công thức C2H8N2O4. Khi cho 12,4 gam X tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1,5M, thu được 4,48 lít (đktc) khí X làm xanh quỳ tím ẩm. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
    A. 17,2. B. 13,4. C. 16,2. D. 17,4.
    Đáp án: D
    X có công thức phân tử là C2H8N2O4, X tác dụng với dung dịch NaOH thu được khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm. Suy ra X là muối amoni của amin hoặc NH3. X chỉ có 2 nguyên tử C và có 4 nguyên tử O nên gốc axit trong X là . Còn 2 nguyên tử N và 8 nguyên tử H sẽ tương ứng với hai gốc . Vậy X là (amoni oxalat)
    Chất rắn thu được là NaOOC–COONa và có thể còn NaOH dư.
    Theo bảo toàn nguyên tố C và Na, ta có :

    III. Câu hỏi và bài tập tổng hợp về muối Amoni
    * Phương pháp giải: cũng theo các bước như I.

    Với chú ý
    - Nắm vững dấu hiệu nhận dạng muối amoni của axit hữu cơ, của axit vô cơ.
    - Ôn tập tính chất, phương pháp giải toán este, peptit, amino axit
    - Với Công thức CxHyO5Nz có thể chứa nhóm – COO- (hoặc – COO-) và NO3- hoặc HCO3-, CO32-.

    * Ví dụ minh họa
    Câu 1: Hỗn hợp E gồm chất X (C3H10N2O4) và chất Y (C3H12N2O3). Chất X là muối của axit hữu cơ đa chức, chất Y là muối của một axit vô cơ. Cho 2,62 gam E tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được 0,04 mol hỗn hợp hai khí (có tỉ lệ 1 : 3) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
    A. 2,54. B. 2,40. C. 2,26. D. 3,46.
    Đáp án: B
    TH1: X là CH2(COONH4)2 và Y là (CH3NH3)2CO3.
    - nNH3 = 0,01 mol và nCH3NH2 = 0,03 mol ⇒ nX = 0,005 mol và nY = 0,015 mol.
    ⇒ mE = 0,005 × 138 + 0,015 × 124 = 2,55 gam < 2,62 gam ⇒ loại.
    - nNH3 = 0,03 mol và nCH3NH2 = 0,01 mol ⇒ nX = 0,015 mol và nY = 0,005 mol.
    ⇒ mE = 0,015 × 138 + 0,005 × 124 = 2,69 gam > 2,62 gam.
    TH2: X là NH4OOC–COOCH3NH3 và Y là (CH3NH3)2CO3.
    - nNH3 = 0,01 mol và nCH3NH2 = 0,03 mol ⇒ nX = 0,01 mol và nY = 0,01 mol.
    ⇒ mE = 0,01 × 138 + 0,01 × 124 = 2,62 gam ⇒ nhận
    ⇒ muối gồm 0,01 mol (COONa)2 và 0,01 mol Na2CO3
    ⇒ m = 0,01 × 134 + 0,01 × 106 = 2,4 gam ⇒ chọn B.
    - nNH3 = 0,03 mol và nCH3NH2 = 0,01 mol Þ vô lí.
    Câu 2: Hỗn hợp E gồm chất X (CxHyO4N) và Y (CxHtO5N2) trong đó X không chứa chức este, Y là muối của α-amino axit no với axit nitric. Cho m gam E tác dụng vừa đủ với 100 ml NaOH 1,2M đun nóng nhẹ thấy thoát ra 0,672 lít (đktc) một amin bậc 3 thể khí ở điều kiện thường. Mặt khác, m gam E tác dụng vừa đủ với a mol HCl trong dung dịch thu được hỗn hợp sản phẩm trong đó có 2,7 gam một axit cacboxylic. Giá trị của m và a lần lượt là
    A. 9,87 và 0,03 B. 9,84 và 0,03 C. 9,87 và 0,06 D. 9,84 và 0,06
    Đáp án: A
    Amin bậc III ở thể khí là N(CH3)3 ⇒ X là HOOC – R – COONH(CH3)3: x mol
    Y là HOOC – R – NH3NO3: y mol
    ⇒nNaOH = 2x + 2y = 0,12 (mol)
    = y = 0,03 (mol) ⇒ x = 0,03 (mol)
    Khi tác dụng với HCl axit thu được là HOOC – R – COOH
    ⇒ Maxit = 2,7/0,03 = 90
    ⇒ X là HOOC – COONH(CH3)3: 0,03 mol.
    ⇒ HOOC – C4H8 – NH3NO3: 0,03 mol
    ⇒ m = 9,87 gam
    Khi tác dụng với HCl chỉ có X phản ứng ⇒ a = 0,03 mol