Trong phòng thí nghiệm, ethyl acetate được điều chế từ acetic acid và ethanol, xúc tác HSO đặc, theo mô hình thí nghiệm sau:
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 (cm) 3650-3200 3300-2500 1780-1650
Trong phòng thí nghiệm, ethyl acetate được điều chế từ acetic acid và ethanol, xúc tác HSO đặc, theo mô hình thí nghiệm sau:
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:
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 (cm) | 3650-3200 | 3300-2500 | 1780-1650 |
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Vai trò của ống sinh hàn (3) để ngưng tụ hơi nước vào ở (1) và nước ra ở (2).
b)
Chất lỏng trong bình hứng (5) có ethyl acetate.
c)
Nhiệt độ phản ứng ở bình cầu (4) càng cao thì phản ứng điều chế ethyl acetate xảy ra càng nhanh.
d)
Dựa vào phổ hồng ngoại, không thể phân biệt được acetic acid, ethanol và ethyl acetate.
Đáp án chính thức: a:Đ,b:Đ,c:S,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng este hóa: CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O (xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng 65–70°C).
a) Đúng. Ống sinh hàn (3) có nhiệm vụ ngưng tụ hơi: nước làm mát đi vào ở (1) và ra ở (2) để ngưng tụ hơi sản phẩm (ethanol, ethyl acetate, nước, acetic acid) dẫn vào bình hứng (5).
b) Đúng. Hỗn hợp hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn (ethyl acetate sôi ~77°C, ethanol ~78°C) bay lên, ngưng tụ tại sinh hàn (25°C) và nhỏ vào bình hứng (5), nên chất lỏng trong bình hứng có ethyl acetate.
c) Sai. Nhiệt độ phản ứng chỉ được giữ ở 65–70°C; nếu nhiệt độ quá cao, ethanol (sôi 78°C) và acetic acid sẽ bay hơi mạnh, thậm chí ethanol bị H2SO4 đặc dehydration thành ethene, làm giảm hiệu suất và phản ứng không diễn ra thuận lợi hơn. Do đó không phải nhiệt độ càng cao phản ứng càng nhanh/thuận lợi.
d) Sai. Ba chất có phổ hồng ngoại đặc trưng khác nhau: ethanol có đỉnh hấp thụ O–H (alcohol) 3650–3200 cm⁻¹ nhưng không có C=O; acetic acid có O–H (carboxylic acid) 3300–2500 cm⁻¹ (rộng) và C=O 1780–1650 cm⁻¹; ethyl acetate có C=O (ester) 1780–1650 cm⁻¹ nhưng không có đỉnh O–H. Vậy có thể phân biệt được cả ba chất bằng phổ hồng ngoại.
Đối chiếu bảng đáp án PHẦN II (trang 21): Câu 2 là ĐĐSS, khớp hoàn toàn với kết quả giải.
a) (AI giải đề cho tôi)
Ống sinh hàn ngưng tụ hơi, nước làm mát vào ở (1), ra ở (2).
b) (AI giải đề cho tôi)
Hơi ngưng tụ tại sinh hàn (25°C) nhỏ vào bình hứng (5), chứa ethyl acetate.
c) (AI giải đề cho tôi)
Nhiệt độ quá cao làm ethanol/acetic acid bay hơi mạnh, ethanol bị dehydration thành ethene, giảm hiệu suất; chỉ giữ 65–70°C.
d) (AI giải đề cho tôi)
Ba chất có đỉnh hấp thụ đặc trưng khác nhau (O–H alcohol, O–H acid, C=O), nên có thể phân biệt được.
Phản ứng este hóa: CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O (xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng 65–70°C).
a) Đúng. Ống sinh hàn (3) có nhiệm vụ ngưng tụ hơi: nước làm mát đi vào ở (1) và ra ở (2) để ngưng tụ hơi sản phẩm (ethanol, ethyl acetate, nước, acetic acid) dẫn vào bình hứng (5).
b) Đúng. Hỗn hợp hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn (ethyl acetate sôi ~77°C, ethanol ~78°C) bay lên, ngưng tụ tại sinh hàn (25°C) và nhỏ vào bình hứng (5), nên chất lỏng trong bình hứng có ethyl acetate.
c) Sai. Nhiệt độ phản ứng chỉ được giữ ở 65–70°C; nếu nhiệt độ quá cao, ethanol (sôi 78°C) và acetic acid sẽ bay hơi mạnh, thậm chí ethanol bị H2SO4 đặc dehydration thành ethene, làm giảm hiệu suất và phản ứng không diễn ra thuận lợi hơn. Do đó không phải nhiệt độ càng cao phản ứng càng nhanh/thuận lợi.
d) Sai. Ba chất có phổ hồng ngoại đặc trưng khác nhau: ethanol có đỉnh hấp thụ O–H (alcohol) 3650–3200 cm⁻¹ nhưng không có C=O; acetic acid có O–H (carboxylic acid) 3300–2500 cm⁻¹ (rộng) và C=O 1780–1650 cm⁻¹; ethyl acetate có C=O (ester) 1780–1650 cm⁻¹ nhưng không có đỉnh O–H. Vậy có thể phân biệt được cả ba chất bằng phổ hồng ngoại.
Đối chiếu bảng đáp án PHẦN II (trang 21): Câu 2 là ĐĐSS, khớp hoàn toàn với kết quả giải.
a) (AI giải đề cho tôi)
Ống sinh hàn ngưng tụ hơi, nước làm mát vào ở (1), ra ở (2).
b) (AI giải đề cho tôi)
Hơi ngưng tụ tại sinh hàn (25°C) nhỏ vào bình hứng (5), chứa ethyl acetate.
c) (AI giải đề cho tôi)
Nhiệt độ quá cao làm ethanol/acetic acid bay hơi mạnh, ethanol bị dehydration thành ethene, giảm hiệu suất; chỉ giữ 65–70°C.
d) (AI giải đề cho tôi)
Ba chất có đỉnh hấp thụ đặc trưng khác nhau (O–H alcohol, O–H acid, C=O), nên có thể phân biệt được.