Một trong những phương pháp điều chế ester ethyl acetate là đun hồi lưu hỗn hợp ethanol, acetic acid và xúc tác sulfuric acid đặc trong bình cầu có chứa đá bọt trong một khoảng thời gian nhất định. Sau đó chưng cất để thu được ester ethyl acetate ở nhiệt độ thích hợp, theo mô hình thí nghiệm bên: [Hình cần kiểm tra lại: p4_f1] Biết nhiệt độ trong bình cầu (4) giữ ở mức 65 – 70°C, nhiệt độ trong ống sinh hàn (3) duy trì ở 25°C.
Sau thí nghiệm, tiến hành phân tích sản phẩm. Ghi phổ hồng ngoại của acetic acid, ethanol và ethyl acetate.
Cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trên phổ hồng ngoại như sau:
Liên kết O-H (alcohol) O-H (carboxylic acid) C=O (ester, carboxylic acid) Số sóng () 3650-3200 3300-2500 1780-1650
Một trong những phương pháp điều chế ester ethyl acetate là đun hồi lưu hỗn hợp ethanol, acetic acid và xúc tác sulfuric acid đặc trong bình cầu có chứa đá bọt trong một khoảng thời gian nhất định. Sau đó chưng cất để thu được ester ethyl acetate ở nhiệt độ thích hợp, theo mô hình thí nghiệm bên: [Hình cần kiểm tra lại: p4_f1] Biết nhiệt độ trong bình cầu (4) giữ ở mức 65 – 70°C, nhiệt độ trong ống sinh hàn (3) duy trì ở 25°C.
Sau thí nghiệm, tiến hành phân tích sản phẩm. Ghi phổ hồng ngoại của acetic acid, ethanol và ethyl acetate.
Cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trên phổ hồng ngoại như sau:
Sau thí nghiệm, tiến hành phân tích sản phẩm. Ghi phổ hồng ngoại của acetic acid, ethanol và ethyl acetate.
Cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trên phổ hồng ngoại như sau:
| Liên kết | O-H (alcohol) | O-H (carboxylic acid) | C=O (ester, carboxylic acid) |
|---|---|---|---|
| Số sóng () | 3650-3200 | 3300-2500 | 1780-1650 |
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Nhiệt độ phản ứng ở bình cầu (4) càng cao thì phản ứng điều chế ethyl acetate xảy ra càng nhanh.
b)
Nếu tiến hành thí nghiệm với 46,0 gam ethanol và 60,0 gam acetic acid, sau một thời gian thu được 22,0 gam chất lỏng ở bình hứng (5), thì kết luận rằng hiệu suất của phản ứng ester hóa đúng bằng 25\% (không làm tròn) là hoàn toàn chính xác.
c)
Dựa vào phổ hồng ngoại, không thể phân biệt được acetic acid, ethanol và ethyl acetate.
d)
Ngoài sản phẩm ester và nước thì trong quá trình thí nghiệm còn sinh ra một số sản phẩm phụ.
Đáp án chính thức: a:S,b:S,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Sai. Mặc dù tăng nhiệt độ thường làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng nếu nhiệt độ quá cao (vượt quá 70-80°C), ethanol và acetic acid sẽ bị bay hơi quá nhanh trước khi kịp phản ứng, hoặc xảy ra các phản ứng phụ (như tạo ether hoặc làm đen hỗn hợp do đặc). Trong thí nghiệm này, nhiệt độ được duy trì ở 65–70°C là mức tối ưu.
b) Sai. Số mol ethanol: = 46/46 = 1 mol. Số mol acetic acid: = 60/60 = 1 mol. Nếu hiệu suất 100\%, khối lượng ester thu được là: 88 = 88 gam. Chất lỏng thu được ở bình hứng (5) là hỗn hợp gồm ester, ethanol dư và acetic acid dư (do chúng có nhiệt độ sôi thấp và bị kéo theo hơi), không phải chỉ có ester tinh khiết. Do đó, không thể lấy 22,0 gam làm khối lượng ester để tính hiệu suất trực tiếp.
c) Sai. Có thể phân biệt rõ ràng dựa vào các tín hiệu đặc trưng: Ethanol: Có vùng hấp thụ mạnh của nhóm O-H (3650-3200 ) nhưng không có nhóm C=O. Ethyl acetate: Có vùng hấp thụ của nhóm C=O (1780-1650 ) nhưng không có nhóm O-H. Acetic acid: Có cả hai vùng hấp thụ của nhóm O-H (3300-2500 ) và nhóm C=O (1780-1650 ).
d) Đúng. Dưới tác dụng của nhiệt độ và đặc, ethanol có thể bị tách nước tạo thành diethyl ether () hoặc một lượng nhỏ khí ethylene (). Ngoài ra có thể có sản phẩm do quá trình oxi hóa khử giữa acid sulfuric và các hợp chất hữu cơ.
a) Sai. Mặc dù tăng nhiệt độ thường làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng nếu nhiệt độ quá cao (vượt quá 70-80°C), ethanol và acetic acid sẽ bị bay hơi quá nhanh trước khi kịp phản ứng, hoặc xảy ra các phản ứng phụ (như tạo ether hoặc làm đen hỗn hợp do đặc). Trong thí nghiệm này, nhiệt độ được duy trì ở 65–70°C là mức tối ưu.
b) Sai. Số mol ethanol: = 46/46 = 1 mol. Số mol acetic acid: = 60/60 = 1 mol. Nếu hiệu suất 100\%, khối lượng ester thu được là: 88 = 88 gam. Chất lỏng thu được ở bình hứng (5) là hỗn hợp gồm ester, ethanol dư và acetic acid dư (do chúng có nhiệt độ sôi thấp và bị kéo theo hơi), không phải chỉ có ester tinh khiết. Do đó, không thể lấy 22,0 gam làm khối lượng ester để tính hiệu suất trực tiếp.
c) Sai. Có thể phân biệt rõ ràng dựa vào các tín hiệu đặc trưng: Ethanol: Có vùng hấp thụ mạnh của nhóm O-H (3650-3200 ) nhưng không có nhóm C=O. Ethyl acetate: Có vùng hấp thụ của nhóm C=O (1780-1650 ) nhưng không có nhóm O-H. Acetic acid: Có cả hai vùng hấp thụ của nhóm O-H (3300-2500 ) và nhóm C=O (1780-1650 ).
d) Đúng. Dưới tác dụng của nhiệt độ và đặc, ethanol có thể bị tách nước tạo thành diethyl ether () hoặc một lượng nhỏ khí ethylene (). Ngoài ra có thể có sản phẩm do quá trình oxi hóa khử giữa acid sulfuric và các hợp chất hữu cơ.
b) Sai. Số mol ethanol: = 46/46 = 1 mol. Số mol acetic acid: = 60/60 = 1 mol. Nếu hiệu suất 100\%, khối lượng ester thu được là: 88 = 88 gam. Chất lỏng thu được ở bình hứng (5) là hỗn hợp gồm ester, ethanol dư và acetic acid dư (do chúng có nhiệt độ sôi thấp và bị kéo theo hơi), không phải chỉ có ester tinh khiết. Do đó, không thể lấy 22,0 gam làm khối lượng ester để tính hiệu suất trực tiếp.
c) Sai. Có thể phân biệt rõ ràng dựa vào các tín hiệu đặc trưng: Ethanol: Có vùng hấp thụ mạnh của nhóm O-H (3650-3200 ) nhưng không có nhóm C=O. Ethyl acetate: Có vùng hấp thụ của nhóm C=O (1780-1650 ) nhưng không có nhóm O-H. Acetic acid: Có cả hai vùng hấp thụ của nhóm O-H (3300-2500 ) và nhóm C=O (1780-1650 ).
d) Đúng. Dưới tác dụng của nhiệt độ và đặc, ethanol có thể bị tách nước tạo thành diethyl ether () hoặc một lượng nhỏ khí ethylene (). Ngoài ra có thể có sản phẩm do quá trình oxi hóa khử giữa acid sulfuric và các hợp chất hữu cơ.
a) Sai. Mặc dù tăng nhiệt độ thường làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng nếu nhiệt độ quá cao (vượt quá 70-80°C), ethanol và acetic acid sẽ bị bay hơi quá nhanh trước khi kịp phản ứng, hoặc xảy ra các phản ứng phụ (như tạo ether hoặc làm đen hỗn hợp do đặc). Trong thí nghiệm này, nhiệt độ được duy trì ở 65–70°C là mức tối ưu.
b) Sai. Số mol ethanol: = 46/46 = 1 mol. Số mol acetic acid: = 60/60 = 1 mol. Nếu hiệu suất 100\%, khối lượng ester thu được là: 88 = 88 gam. Chất lỏng thu được ở bình hứng (5) là hỗn hợp gồm ester, ethanol dư và acetic acid dư (do chúng có nhiệt độ sôi thấp và bị kéo theo hơi), không phải chỉ có ester tinh khiết. Do đó, không thể lấy 22,0 gam làm khối lượng ester để tính hiệu suất trực tiếp.
c) Sai. Có thể phân biệt rõ ràng dựa vào các tín hiệu đặc trưng: Ethanol: Có vùng hấp thụ mạnh của nhóm O-H (3650-3200 ) nhưng không có nhóm C=O. Ethyl acetate: Có vùng hấp thụ của nhóm C=O (1780-1650 ) nhưng không có nhóm O-H. Acetic acid: Có cả hai vùng hấp thụ của nhóm O-H (3300-2500 ) và nhóm C=O (1780-1650 ).
d) Đúng. Dưới tác dụng của nhiệt độ và đặc, ethanol có thể bị tách nước tạo thành diethyl ether () hoặc một lượng nhỏ khí ethylene (). Ngoài ra có thể có sản phẩm do quá trình oxi hóa khử giữa acid sulfuric và các hợp chất hữu cơ.