(Hóa 12 – Chương 1)
Tinh dầu chuối được sản xuất nhiều trong thực tế dựa trên phản ứng giữa acetic acid và isoamyl alcohol có xúc tác sulfuric acid đậm đặc. Để giảm giá thành sản xuất người ta cho isoamyl alcohol 98% tác dụng với acetic acid bằng 96% với xúc tác acid H₂SO₄ đặc 100%. Tuy nhiên nếu thực hiện theo tỷ lệ mol 1:1 thì hiệu suất phản ứng chỉ đạt 60%. Để phản ứng đạt được hiệu suất 90% trong cùng điều kiện thì người ta phải tăng lượng acetic acid lên. Vậy để đạt hiệu suất 80% thì người ta phải dùng m kg acetic acid với 440 kg alcohol trên. Giá trị của m bằng bao nhiêu?

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng este hóa: CH₃COOH + C₅H₁₁OH ⇌ CH₃COOC₅H₁₁ + H₂O (xúc tác H₂SO₄ đặc).

Số mol isoamyl alcohol: n_alcohol = (440 × 0,98)/88 ×1000 = 4900 mol.

Dùng cân bằng để mô hình hóa hiệu suất (đây là phản ứng thuận nghịch):
- Khi tỉ lệ mol 1:1, hiệu suất 60% → K = (0,6)²/[(0,4)(0,4)] = 2,25.
- Gọi a là số mol acetic acid trên 1 mol alcohol. Để hiệu suất H, lượng este tạo thành = H (mỗi mol), còn alcohol dư = 1 − H, acid dư = a − H.

Với hiệu suất 80%: K = (0,8)²/[(a − 0,8)(0,2)] = 2,25
→ 0,64 = 0,45(a − 0,8) → a − 0,8 = 1,4222 → a = 2,2222.

(Kiểm tra: với hiệu suất 90% thì a − 0,9 = 0,81/(2,25×0,1) = 3,6 → a = 4,5, tức phải tăng lượng acid nhiều hơn, phù hợp đề bài.)

Số mol acetic acid cần dùng: n = 2,2222 × 4900 = 10888,9 mol.
Khối lượng acetic acid 96%: m = (10888,9 × 60)/0,96 = 680555 g ≈ 680,6 kg.