(Hóa 12-Chương 1) Một nhóm học sinh dự đoán "nhiệt độ càng cao, hiệu suất phản ứng ester hoá càng cao". Để kiểm tra nhận định trên, nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm tổng hợp ethyl acetate với nồng độ ethyl alcohol và acetic acid không đổi nhưng thay đổi nhiệt độ phản ứng như sau:
- Bước 1: Cho 52,5 mL ethyl alcohol, 50,0 mL acetic acid và 10,5 mL HSO đặc vào bình cầu, lắc đều.
- Bước 2: Lắp ống sinh hàn hồi lưu vào bình phản ứng và đun trên bếp cách thủy có điều chỉnh nhiệt độ ở nhiệt độ 60°C trong 60 phút. Tắt bếp và để nguội bình phản ứng.
- Bước 3: Chưng cất tách hỗn hợp sản phẩm, tách ethyl acetate bằng phễu chiết, rửa sạch, làm khô bằng CaCl khan.
- Bước 4: Tiến hành chưng cất lại ethyl acetate bằng hệ sinh hàn ở khoảng nhiệt độ 77°C, thu ethyl acetate và đo thể tích ethyl acetate thu được bằng ống đo.
Lặp lại thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nhiệt độ ở bước 2 lần lượt là 65; 70; 75; 80; 85. Nhóm học sinh ghi lại thể tích ethyl acetate thu được và biểu diễn thành biểu đồ sau:
(Hóa 12-Chương 1) Một nhóm học sinh dự đoán "nhiệt độ càng cao, hiệu suất phản ứng ester hoá càng cao". Để kiểm tra nhận định trên, nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm tổng hợp ethyl acetate với nồng độ ethyl alcohol và acetic acid không đổi nhưng thay đổi nhiệt độ phản ứng như sau:
- Bước 1: Cho 52,5 mL ethyl alcohol, 50,0 mL acetic acid và 10,5 mL HSO đặc vào bình cầu, lắc đều.
- Bước 2: Lắp ống sinh hàn hồi lưu vào bình phản ứng và đun trên bếp cách thủy có điều chỉnh nhiệt độ ở nhiệt độ 60°C trong 60 phút. Tắt bếp và để nguội bình phản ứng.
- Bước 3: Chưng cất tách hỗn hợp sản phẩm, tách ethyl acetate bằng phễu chiết, rửa sạch, làm khô bằng CaCl khan.
- Bước 4: Tiến hành chưng cất lại ethyl acetate bằng hệ sinh hàn ở khoảng nhiệt độ 77°C, thu ethyl acetate và đo thể tích ethyl acetate thu được bằng ống đo.
Lặp lại thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nhiệt độ ở bước 2 lần lượt là 65; 70; 75; 80; 85. Nhóm học sinh ghi lại thể tích ethyl acetate thu được và biểu diễn thành biểu đồ sau:
- Bước 1: Cho 52,5 mL ethyl alcohol, 50,0 mL acetic acid và 10,5 mL HSO đặc vào bình cầu, lắc đều.
- Bước 2: Lắp ống sinh hàn hồi lưu vào bình phản ứng và đun trên bếp cách thủy có điều chỉnh nhiệt độ ở nhiệt độ 60°C trong 60 phút. Tắt bếp và để nguội bình phản ứng.
- Bước 3: Chưng cất tách hỗn hợp sản phẩm, tách ethyl acetate bằng phễu chiết, rửa sạch, làm khô bằng CaCl khan.
- Bước 4: Tiến hành chưng cất lại ethyl acetate bằng hệ sinh hàn ở khoảng nhiệt độ 77°C, thu ethyl acetate và đo thể tích ethyl acetate thu được bằng ống đo.
Lặp lại thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nhiệt độ ở bước 2 lần lượt là 65; 70; 75; 80; 85. Nhóm học sinh ghi lại thể tích ethyl acetate thu được và biểu diễn thành biểu đồ sau:
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Phản ứng tạo thành ethyl acetate xảy ra chủ yếu ở trong ống sinh hàn.
b)
Hiệu suất phản ứng ester hóa ở 70°C cao hơn ở 85°C.
c)
Số liệu cho thấy phản ứng có nhiệt độ tối ưu ở 75°C, ở nhiệt độ này phản ứng đạt hiệu suất 100\%.
d)
Từ kết quả thí nghiệm cho thấy dự đoán của học sinh là sai.
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Biểu đồ: thể tích ethyl acetate tăng từ ~26 mL (60°C) đến cực đại ~40 mL ở 75°C rồi giảm (~36,5 mL ở 80°C; ~33 mL ở 85°C). a) Sai: phản ứng ester hóa xảy ra trong bình cầu; ống sinh hàn chỉ hồi lưu hơi (ethanol, ethyl acetate) để không thoát ra ngoài. b) Đúng: thể tích thu được ở 70°C (~35 mL) lớn hơn ở 85°C (~33 mL) nên hiệu suất cao hơn. c) Sai: nhiệt độ tối ưu đúng là 75°C nhưng hiệu suất không đạt 100% vì phản ứng ester hóa là phản ứng thuận nghịch có giới hạn cân bằng; lý thuyết tối đa ~0,874 mol ester ≈ 77 mL, thực nghiệm chỉ ~40 mL. d) Đúng: trên 75°C hiệu suất giảm dù nhiệt độ tăng, nên dự đoán 'nhiệt độ càng cao hiệu suất càng cao' là sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Phản ứng xảy ra chủ yếu trong bình cầu; ống sinh hàn chỉ ngưng tụ hồi lưu hơi chất bay hơi.
b) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethyl acetate ở 70°C (~35 mL) > ở 85°C (~33 mL) nên hiệu suất ở 70°C cao hơn.
c) (AI giải đề cho tôi)
Nhiệt độ tối ưu là 75°C nhưng hiệu suất không thể đạt 100% do phản ứng thuận nghịch (thực thu ~40 mL so với tối đa lý thuyết ~77 mL).
d) (AI giải đề cho tôi)
Hiệu suất tăng đến 75°C rồi giảm khi nhiệt độ cao hơn, chứng tỏ dự đoán của học sinh là sai.
Biểu đồ: thể tích ethyl acetate tăng từ ~26 mL (60°C) đến cực đại ~40 mL ở 75°C rồi giảm (~36,5 mL ở 80°C; ~33 mL ở 85°C). a) Sai: phản ứng ester hóa xảy ra trong bình cầu; ống sinh hàn chỉ hồi lưu hơi (ethanol, ethyl acetate) để không thoát ra ngoài. b) Đúng: thể tích thu được ở 70°C (~35 mL) lớn hơn ở 85°C (~33 mL) nên hiệu suất cao hơn. c) Sai: nhiệt độ tối ưu đúng là 75°C nhưng hiệu suất không đạt 100% vì phản ứng ester hóa là phản ứng thuận nghịch có giới hạn cân bằng; lý thuyết tối đa ~0,874 mol ester ≈ 77 mL, thực nghiệm chỉ ~40 mL. d) Đúng: trên 75°C hiệu suất giảm dù nhiệt độ tăng, nên dự đoán 'nhiệt độ càng cao hiệu suất càng cao' là sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Phản ứng xảy ra chủ yếu trong bình cầu; ống sinh hàn chỉ ngưng tụ hồi lưu hơi chất bay hơi.
b) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethyl acetate ở 70°C (~35 mL) > ở 85°C (~33 mL) nên hiệu suất ở 70°C cao hơn.
c) (AI giải đề cho tôi)
Nhiệt độ tối ưu là 75°C nhưng hiệu suất không thể đạt 100% do phản ứng thuận nghịch (thực thu ~40 mL so với tối đa lý thuyết ~77 mL).
d) (AI giải đề cho tôi)
Hiệu suất tăng đến 75°C rồi giảm khi nhiệt độ cao hơn, chứng tỏ dự đoán của học sinh là sai.