Isoamyl acetate (thành phần chính của dầu chuối, D = 0,786 g cm${}^{-3}$) được tổng hợp từ acetic acid và isoamyl alcohol theo phương trình hoá học sau:

[Hình cần kiểm tra lại: p2_f2]

Tiến hành thí nghiệm tổng hợp theo các bước sau:

Bước 1: Cho 10 mL alcohol isoamylic (D = 0,81 g cm${}^{-3}$) và 20 gam acid acetic băng (rắn) vào bình cầu, thêm tiếp 2 mL dung dịch H${}_2$SO${}_4$ 98% (D = 1,84 g cm${}^{-3}$) và một ít đá bọt vào. Lắp ống sinh hàn để hoàn lưu ester.

Bước 2: Đun nóng hỗn hợp (giữ cho nhiệt độ khoảng 100 – 120°C) trong thời gian 60 – 90 phút sau đó để nguội hỗn hợp.

Bước 3: Đổ hỗn hợp trong bình cầu vào phễu chiết chứa sẵn nước lạnh, chiết lấy lớp chất lỏng chứa ester.

Bước 4: Cho chất lỏng vừa tách vào phễu chiết chứa sẵn dung dịch NaHCO${}_3$ 1M, lắc đều cho đến khi không còn bọt sủi lên, sau đó chiết được 10,2 mL isoamyl acetate.

a) Vai trò chính của dung dịch NaHCO${}_3$ là loại acid bám dính vào ester.

b) Hiệu suất của quá trình điều chế isoamyl acetate theo thí nghiệm trên là a %. Giá trị của a là 74,7. (Không làm tròn các phép tính trung gian, kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng đơn vị).

c) Đá bọt được thêm vào bình cầu trước khi đun giúp hỗn hợp sôi đều và tránh hiện tượng chậm sôi dẫn đến sôi đột ngột (sôi trào mạnh).

d) Ở bước 3, nước lạnh giúp hạ nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng và giảm độ tan của ester trong nước.

Phản ứng điều chế isoamyl acetate là phản ứng ester hóa giữa acid acetic và isoamyl alcohol.
a) Đúng. Dung dịch $NaHC{O}_3$ dùng để trung hòa acid còn bám trong lớp ester, ví dụ acid acetic và $H_{2}S{O}_4$ còn dư. Khi acid phản ứng với $NaHC{O}_3$ sẽ có khí $C{O}_2$ thoát ra nên thấy bọt khí.
b) Sai. Khối lượng alcohol isoamylic: $m=10\times 0,81=8,1g$. Isoamyl alcohol có công thức $C_5{H}_{12}O$, M = 88 g/mol, nên $n=\frac{8,1}{88}=0,09205mol$. Acetic acid có $n=\frac{20}{60}=0,333mol$, dư. Vậy alcohol isoamylic là chất giới hạn. Isoamyl acetate có công thức $C_7{H}_{14}{O}_2$, M = 130 g/mol. Khối lượng ester lí thuyết: $m_{lt}=0,09205\times 130=11,97g$. Khối lượng ester thực tế: $m_{tt}=10,2\times 0,786=8,017g$. Hiệu suất: $H=\frac{8,017}{11,97}\times 100\%\approx 67,0\%$. Vậy giá trị 74,7% là sai.
c) Đúng. Đá bọt giúp hỗn hợp sôi đều, tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ gây sôi trào mạnh.
d) Đúng. Ở bước 3, nước lạnh giúp làm nguội hỗn hợp và làm giảm độ tan của ester trong nước, giúp tách lớp ester dễ hơn.
a) Đúng. Dung dịch $NaHC{O}_3$ dùng để trung hòa acid còn bám trong lớp ester, ví dụ acid acetic và $H_{2}S{O}_4$ còn dư. Khi acid phản ứng với $NaHC{O}_3$ sẽ có khí $C{O}_2$ thoát ra nên thấy bọt khí.
b) Sai. Khối lượng alcohol isoamylic: $m=10\times 0,81=8,1g$.
Isoamyl alcohol có công thức $C_5{H}_{12}O$, M = 88 g/mol, nên $n=\frac{8,1}{88}=0,09205mol$.
Acetic acid có $n=\frac{20}{60}=0,333mol$, dư. Vậy alcohol isoamylic là chất giới hạn.
Isoamyl acetate có công thức $C_7{H}_{14}{O}_2$, M = 130 g/mol.
Khối lượng ester lí thuyết: $m_{lt}=0,09205\times 130=11,97g$.
Khối lượng ester thực tế: $m_{tt}=10,2\times 0,786=8,017g$.
Hiệu suất: $H=\frac{8,017}{11,97}\times 100\%\approx 67,0\%$.
Vậy giá trị 74,7% là sai.
c) Đúng. Đá bọt giúp hỗn hợp sôi đều, tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ gây sôi trào mạnh.
d) Đúng. Ở bước 3, nước lạnh giúp làm nguội hỗn hợp và làm giảm độ tan của ester trong nước, giúp tách lớp ester dễ hơn.