Phương pháp giải bài tập xenlulozơ tác dụng với HNO3 và (CH3CO)2O

LÝ THUYẾT CẦN NHỚ

+ Xenlulozơ có phản ứng với HNO₃ (H₂SO₄ đặc, t^o) và với (CH₃CO)₂O

${{\left[ {{C}_{6}}{{H}_{7}}{{O}_{2}}{{\left( OH \right)}_{3}}\right]}_{n}}~+~nxHON{{O}_{2~}}\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\,{đặc},\,\,{{t}^{o}}}~{{\left[ {{C}_{6}}{{H}_{7}}{{O}_{2}}{{\left( ON{{O}_{2}} \right)}_{x}}{{\left( OH \right)}_{3-x}} \right]}_{n}}~+~nx{{H}_{2}}{{O}_{{}}}$$~{{\left[ {{C}_{6}}{{H}_{7}}{{O}_{2}}{{\left( OH \right)}_{3}} \right]}_{n}}~+~nx{{\left( C{{H}_{3}}CO \right)}_{2}}O~\xrightarrow{\,{{t}^{o}}}{{\left[ {{C}_{6}}{{H}_{7}}{{O}_{2}}{{\left( OOCC{{H}_{3}} \right)}_{x}}{{\left( OH \right)}_{3-x}} \right]}_{n}}~+~nxC{{H}_{3}}COOH$

Ở các phương trình trên để đơn giản cho việc tính toán ta có thể bỏ qua hệ số n.

PHƯƠNG PHÁP:

Bước 1: Tính số mol các chất.

Bước 2: Viết sơ đồ (bỏ qua hệ số n)

$\begin{array}{*{20}{l}}
{\text{}}&{{C_6}{H_7}{O_2}{{\left( {OH} \right)}_3}\xrightarrow{{x{\mkern 1mu} HN{O_3}}}{C_6}{H_7}{O_2}{{\left( {ON{O_2}} \right)}_x}{{\left( {OH} \right)}_{3 – x}} + xn{H_2}O} \\
{\text{}}&{ = > {n_{{H_2}O}} = {n_{HN{O_3}}} = x.n{{\mkern 1mu} _{xenlulozo}} = x.{n_{{C_6}{H_7}{O_2}{{\left( {ON{O_2}} \right)}_x}{{\left( {OH} \right)}_{3 – x}}}}} \\
{\text{}}&{{C_6}{H_7}{O_2}{{\left( {OH} \right)}_3}\xrightarrow{{x{\mkern 1mu} {{(C{H_3}CO)}_2}O}}{C_6}{H_7}{O_2}{{\left( {OOCC{H_3}} \right)}_x}{{\left( {OH} \right)}_{3 – x}} + xC{H_3}COOH} \\
{\text{}}&{ = > {n_{C{H_3}COOH}} = {n_{{{(C{H_3}CO)}_2}O}} = x.n{{\mkern 1mu} _{xenlulozo}} = x.{n_{{C_6}{H_7}{O_2}{{\left( {OOCC{H_3}} \right)}_x}{{\left( {OH} \right)}_{3 – x}}}}}
\end{array}$

Nhận xét : Trong phản ứng của xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic (có H₂SO₄ làm xúc tác) ta thấy số mol anhiđrit axetic phản ứng luôn bằng số mol axit axetic tạo thành.

+Nếu tỉ lệ $\frac{{{n}_{{{(C{{H}_{3}}CO)}_{2}}O}}}{{{n}_{{{\left[ {{C}_{6}}{{H}_{7}}{{O}_{2}}{{(OH)}_{3}} \right]}_{n}}}}}=2$ thì sản phẩm tạo ra là [C₆H₇O₂(OH)(OOCCH₃)₂]_n.

+Nếu tỉ lệ$\frac{{{n}_{{{(C{{H}_{3}}CO)}_{2}}O}}}{{{n}_{{{\left[ {{C}_{6}}{{H}_{7}}{{\text{O}}_{2}}{{\text{(O}H)}_{3}} \right]}_{n}}}}}=3$ thì sản phẩm tạo ra là [C₆H₇O₂(OOCCH₃)₃]_n.

+ Nếu tỉ lệ$2

Bước 3: Tìm yêu cầu bài toán

Các công thức sử dụng:

+ Nồng độ phần trăm: $C\% = \frac{{{m_{ct}}}}{{{m_{{\text{dd}}}}}}.100(\% )$

+) $A\xrightarrow{H%}B$ (H là hiệu suất phản ứng)

$H\% = \frac{{m\,{\,_{thuc.te}}}}{{m\,{\,_{ly\,thuyet}}}}.100$ hoặc $H\% = \frac{{n\,{\,_{phan\,\,ung}}}}{{n\,{\,_{ban\,\,dau}}}}.100$.

+)$A~~\xrightarrow{{{H}_{1}}}~~~~~B~\xrightarrow{{{H}_{2}}}~~~~~C~\xrightarrow{{{H}_{3}}}D…..\,\,\,\xrightarrow{{{H}_{n}}}Z$ ( H₁, H₂, H₃…là hiệu suất từng phản ứng)

=>Hiệu suất toàn quá trình H= H₁. H₂. H₃……Hn

+) Khối lượng riêng: $d=\frac{m}{V}(g/ml)$