Khi nghiên cứu đặc điểm của phản ứng ester hoá để tổng hợp ethyl acetate, một nhóm học sinh dự đoán “nhiệt độ càng cao, hiệu suất phản ứng ester hoá càng cao”. Từ đó 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 để kiểm tra dự đoán trên như sau:
- Bước 1: Cho 32,5 mL ethyl alcohol, 30,0 mL acetic acid và 10,5 mL 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 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 đong.
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 với thời gian thí nghiệm tương ứng và kết quả ở bảng sau:
Nhiệt độ (°C) 60 65 70 75 80 85 Thể tích ethyl acetate (mL) 25,8 30,5 35,1 39,8 36,6 32,9
Khi nghiên cứu đặc điểm của phản ứng ester hoá để tổng hợp ethyl acetate, một nhóm học sinh dự đoán “nhiệt độ càng cao, hiệu suất phản ứng ester hoá càng cao”. Từ đó 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 để kiểm tra dự đoán trên như sau:
- Bước 1: Cho 32,5 mL ethyl alcohol, 30,0 mL acetic acid và 10,5 mL 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 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 đong.
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 với thời gian thí nghiệm tương ứng và kết quả ở bảng sau:
- Bước 1: Cho 32,5 mL ethyl alcohol, 30,0 mL acetic acid và 10,5 mL 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 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 đong.
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 với thời gian thí nghiệm tương ứng và kết quả ở bảng sau:
| Nhiệt độ (°C) | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 |
| Thể tích ethyl acetate (mL) | 25,8 | 30,5 | 35,1 | 39,8 | 36,6 | 32,9 |
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Kết quả thí nghiệm chứng minh dự đoán của nhóm học sinh trên là đúng.
b)
Theo kết quả thí nghiệm trên, thể tích ethyl acetate thu được tăng dần khi nhiệt độ tăng dần.
c)
Việc lắp ống sinh hàn ở bước 2 nhằm mục đích hạn chế sự thoát chất lỏng trong bình cầu.
d)
Số liệu cho thấy phản ứng có hiệu suất tối ưu ở 75°C, sau đó hiệu suất tổng hợp ethyl acetate giảm.
Đáp án chính thức: a:S,b:S,c:Đ,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
a) Sai: Thể tích ethyl acetate tăng từ 60°C đến 75°C (25,8 → 39,8 mL) nhưng giảm khi nhiệt độ tiếp tục tăng lên 80°C và 85°C (36,6 và 32,9 mL), chứng tỏ dự đoán 'nhiệt độ càng cao, hiệu suất càng cao' là sai. b) Sai: Thể tích chỉ tăng trong khoảng 60–75°C, sau đó giảm ở 80°C và 85°C nên không tăng dần trên toàn bộ dải nhiệt độ. c) Đúng: Ống sinh hàn hồi lưu ngưng tụ hơi các chất bay hơi (ethyl alcohol, ethyl acetate...) cho chảy ngược lại bình cầu, nhằm hạn chế sự thất thoát chất lỏng trong bình khi đun nóng. d) Đúng: Thể tích ethyl acetate đạt cực đại 39,8 mL ở 75°C, ở 80°C và 85°C thể tích giảm (36,6 và 32,9 mL) cho thấy hiệu suất tối ưu ở 75°C và giảm sau đó.
a) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethyl acetate giảm ở 80°C và 85°C so với 75°C, nên dự đoán 'nhiệt độ càng cao hiệu suất càng cao' bị bác bỏ.
b) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích chỉ tăng từ 60°C đến 75°C (25,8 → 39,8 mL), sau đó giảm ở 80°C (36,6 mL) và 85°C (32,9 mL).
c) (AI giải đề cho tôi)
Sinh hàn hồi lưu ngưng tụ hơi và cho chảy ngược về bình cầu, hạn chế sự thoát (thất thoát) chất lỏng trong bình khi đun nóng.
d) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethyl acetate lớn nhất (39,8 mL) ở 75°C; ở 80°C và 85°C giảm còn 36,6 mL và 32,9 mL, cho thấy hiệu suất tối ưu ở 75°C rồi giảm.
a) Sai: Thể tích ethyl acetate tăng từ 60°C đến 75°C (25,8 → 39,8 mL) nhưng giảm khi nhiệt độ tiếp tục tăng lên 80°C và 85°C (36,6 và 32,9 mL), chứng tỏ dự đoán 'nhiệt độ càng cao, hiệu suất càng cao' là sai. b) Sai: Thể tích chỉ tăng trong khoảng 60–75°C, sau đó giảm ở 80°C và 85°C nên không tăng dần trên toàn bộ dải nhiệt độ. c) Đúng: Ống sinh hàn hồi lưu ngưng tụ hơi các chất bay hơi (ethyl alcohol, ethyl acetate...) cho chảy ngược lại bình cầu, nhằm hạn chế sự thất thoát chất lỏng trong bình khi đun nóng. d) Đúng: Thể tích ethyl acetate đạt cực đại 39,8 mL ở 75°C, ở 80°C và 85°C thể tích giảm (36,6 và 32,9 mL) cho thấy hiệu suất tối ưu ở 75°C và giảm sau đó.
a) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethyl acetate giảm ở 80°C và 85°C so với 75°C, nên dự đoán 'nhiệt độ càng cao hiệu suất càng cao' bị bác bỏ.
b) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích chỉ tăng từ 60°C đến 75°C (25,8 → 39,8 mL), sau đó giảm ở 80°C (36,6 mL) và 85°C (32,9 mL).
c) (AI giải đề cho tôi)
Sinh hàn hồi lưu ngưng tụ hơi và cho chảy ngược về bình cầu, hạn chế sự thoát (thất thoát) chất lỏng trong bình khi đun nóng.
d) (AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethyl acetate lớn nhất (39,8 mL) ở 75°C; ở 80°C và 85°C giảm còn 36,6 mL và 32,9 mL, cho thấy hiệu suất tối ưu ở 75°C rồi giảm.