BÀI TN 4,5

BÀI 4: PHẢN ỨNG ESTE HÓA( TỔNG HỢP ETYL AXETAT) I-MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA Tổng hợp este cách cho axit cacboxylic tác dụng trực tiếp với ancol có mặt axit mạnh làm xúc tác RCOOH + R 'OH R-COOR ' + H2O Este etyl axetat tinh khiết chất lỏng khơng màu, có mùi thơm chín, sôi 77,2oC; 20 d4 = 0,901; 20 nD = 1,3724; nồng độ cho phép khơng khí 0,2 mg/l II-PHẦN LÍ THUYẾT -Phản ứng este hóa: + Đặc điểm: phản ứng axit cacboxylic ancol tạo este; phản ứng thuận nghịch Ch3COOH + C2HOH -> Lơ Satelier làm giảm nồng độ axit ancol-chiều thuận  Lấy sản phẩm( este) khỏi hỗn hợp nồng độ este giảm Lơ Satelier làm tang nồng độ este  chiều thuận  H2SO4 đặc hút nước: Làm giảm lượng nước tạo thành: nồng độ nước giảm Lơ Satelier làm tang nồng độ este  chiều thuận + Chất thamm gia: + Rượu etylic • Tính chất vật lí: chất lỏng, không màu, suốt, không mùi, nhẹ nước, dễ bay hơi, nhiệt độ sôi 78 độC, nhiệt độ đông đặc -114,15độ C, tan vô hạn nước(khả tạo liên kết hidro), tan ete chloroform, hút ấm, dễ cháy, cháy khơng khói lửa màu xanh • Tính chất hóa học:     Tác dụng với kim loại kiềm, kiềm thổ Phản ứng este với axit cacboxylic Phản ứng tách nước: nội phân tử, ngoại phân tử Phản ứng oxi hóa tạo andehit, xeton… 1.Nêu tích chất vật lí hóa học ancol etylic, axit axetic, etyl axetat? a/ Tính chất vật lí ancol etylic: • Etanol hợp chất hữu thuộc nhóm ancol no nằm dãy đồng đẳng CH3OH • Etanol chất lỏng không màu, suốt, mùi thơm ,vị cay, nhẹ nước, tan nước vơ hạn, dễ bay • Khối lượng riêng: 0,789 g/cm3 • Nhiệt độ sơi: 78,39 độ C • Nhiệt độ nóng chảy ở: 114,15 độ C, • Etanol tạo liên kết hidro nên nhiệt độ sơi cao dẫn xuất hydrocarbon có khối lượng phân tử tương đương: • Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > hidrocacbon b/ Tích chất hóa học ancol etylic: • Cơng thức hóa học là: CH3-CH2-OH Gồm nhóm etyl CH3-CH2- liên kết với nhóm hidroxyl (–OH), thường viết tắt EtOH • Etylic C2H5OH phản ứng với oxi • Rượu etylic dễ cháy, cháy khơng có khói lửa có màu xanh da trời,toả nhiều nhiệt • Etanol C2H5OH tác dụng với Na, NaNH3 • Etanol tác dụng với Na hay NaNH2 • Etanol C2H5OH phản ứng với axit axetic • Tổng quát phản ứng este hóa ROH + R’COOH ↔ R’COOR + H2O • Phản ứng thực mơi trường axit đun nóng • Phản ứng có tính thuận nghịch nên ý đến chuyển dịch cân C2H5OH + CH3COOH ↔ CH3COOC2H5 + H2O • Phản ứng với axit halogen • Phản ứng tách nước • Phàn ứng hidro hóa • Phản ứng oxy hóa khơng hồn tồn • Phản ứng lên men giấm • Phản ứng tạo buta-1,3-dien c/ Tính chất vật lí axit axetic • Axit axetic CH3COOH chất lỏng khơng màu, có vị chua tan hồn tồn nước • Khối lượng riêng: 1.049 g/cm3 (l), 1.266 g/cm3 (s) • Nhiệt độ nóng chảy: 16.5oC • Nhiệt độ sơi: 118.2oC • Nhiệt độ sôi axit axetic CH 3COOH lớn rượu dùng chúng phân tử khối liên kết bền vững phân tử hydro • Khi đun nóng, axit axetic hịa tan lượng nhỏ photpho lưu huỳnh • Tan tốt xenlulozo nitroxenlulozo d/ Tính chất hóa học axit axetic • Axit axetic lỏng dung môi phân cực với số điện ly khoảng 6.2 • Nó có khả hịa tan hợp chất khơng phân cực dầu, nguyên tố lưu huỳnh, iot dung môi phân cực nước, chloroform, hexan • Axit axetic CH3COOH (etanoic) axit hữu cơ, mạnh axit cacbonic Nó tào thành việc liên kết nhóm methyl CH3 với cacboxyl COOH • Axit axetic tác dụng với bazo, cacbonat bicacbonat để tạo axetat kim loại tương ứng, nước cacbonic (phổ biến natri bicacbonat với giấm ăn): NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O • Trừ crom (II) axetat, tất axetat khác tan nước • Tác dụng với kiềm tạo nước ethanoat kim loại: NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O • Axit axetic phân hủy nhiệt độ lớn 440 oC tạo thành cacbonic, metan ethenon nước • Tác dụng với rượu tạo thành este: ROH + CH3COOH → CH3COOR + H2O • Axit axetic làm ăn mịn kim loại tạo khí hydro muối axetat: Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2 • Nhơm thụ động với axit axetic phản ứng, tạo lớp màng mỏng nhôm oxit bề mặt, ngăn chặn ăn mịn Vì vậy, nhà sản xuất thường dùng bình chứa nhơm để đựng dung dịch • Phản ứng halogen vào gốc hydrocacbon ( 90 - 100oC): Cl2 + CH3COOH → ClCH2COOH + HCl • Tác dụng với axetylen (xúc tác thủy ngân, nhiệt độ 70 - 80 oC) thành etyl diaxetat: C2H2 + 2CH3COOH → CH3CH(OCOCH3)2 • Tác dụng với amoniac tạo thành amid: NH3 + CH3COOH → NH3CH3COOHNH4 • Phản ứng decacboxyl hóa thành axeton (Xúc tác mangan oxit, nhiệt độ): C2H2+ CH3COOH → CH2CHOCOCH3  Tác dụng với bazo  Tác dụng với muối: cacbonat hidricacbonat  Tác dụng với rượu tạo este  Tác dung với kim loại  Tác dụng với halogen( vào vị trí anpha) gốc hidrocacbon  Tác dụng với axetilen  Tác dung với NH3  e/Tính chất vật lí etyl axetat • etyl axetat chất lỏng khơng màu, có mùi dễ chịu đặc trưng tương tự loại sơn móng tay f/Tính hóa học etyl axetat • Phản ứng thủy phân trường axit CH3COOC2H5 + H-OH • Phản ứng thủy phân trường kiềm CH3COOC2H5 + NaOH • CH3COOH + C2H5OH CH3COONa + C2H5OH Phản ứng đốt cháy: Phản ứng oxi hóa hồn tồn tạo CO2 H2O CH3COOC2H5 + 5O2 → 4CO2 + 4H2O - Cơ chế: CH3COOH + C2HOH  CH3COOC2H5 +H2O Axit axetic ancol etylic etyl axetat II- Hóa chất, dụng cụ cách tiến hành Hóa chất: Tên  Ancol etylic 95% Số lượng Tên Số lượng 30ml Dung dịch CaCl2 50% 15ml 10ml CaCl2 khan 20ml Đá xay( đá đập nhỏ) Dễ cháy, k làm gần bếp điện Axit H2SO4 đặc Axit axetic chua bang(100%) Làm tủ hút Dung dịch Na2CO3 2% Dụng cụ: Tên Số lượng Tên Số lượng Pipet thẳng 10ml 17 Nồi nhôm Ống đong 100ml 18 Giá đỡ 3 Đũa thủy tinh 19 Giấy thị 1phong Pipet thẳng 25 ml 20 Giấy lọc 1hộp Bếp điện 21 Vazơlin bơi nhám hộp Quả bóp 22 Kính bảo vệ mắt Bình cầu cổ 100ml 23 Cột cất đơn Sinh hàn nước 24 Quả bóp cao su Nhiệt kế 300oC 25 Đá bọt viên 10 Ống nối cong (sừng bò) 26 Lưới amiăng 11 Máy đo chiết xuất 27 Noa – kẹp 12 Phễu chiết 250ml 28 Nút cao su 13 Phễu nhỏ giọt 50ml 29 Dây nước 14 Phễu thủy tinh 30 Bộ vịng đỡ 15 Bình nón 250ml 31 Bình cầu cổ 100ml 16 Bình nón 100ml 32 Cân kỹ thuật Cách tiến hành: Bước 1: chuẩn bị - Cho 10ml ancol etylc vào bình cầu cổ dung dịch 100ml - Làm lạnh bên ngồi bình nước đá - Cho từ từ 10ml axit sunfuric đặc vào bình cầu cổ lắc - Cho vào phễu nhỏ giọt 20ml ancol etylic 20ml axit axetic bang Ancol hay axit dư?  Tại phải làm lạnh bình cầu ba cổ trước cho H2So4 đặc vào? Bước 2: lắp hệ thống - Lắp dụng cụ hình 4.1 - Chú ý : đuôi phếu nhỏ giọt phải cắm xuống bề mặt chất lỏng đá bọt vào hỗn hợp trước đun.Bình cầu cổ cho vào nồi nhơm có cát Bước 3: Tiến hành tổng hợp -Đun bình phản ứng bếp ổn nhiệt bếp điện nồi cách cát - Khi nhiệt độ bắt đầu đạt 115 độC nhỏ từ từ hỗn hợp ancol etylic bang từ phễu nhỏ giọt xuống bình phản ứng với vận tốc nhỏ giọt vận tốc este etyl axetat tạo thành chung cất - Duy trì nhiệt độ phản ưng khoảng 115độC-125C -Sau nhỏ hết hỗn hợp phễu chiết tiếp tục thực phản ứng them 10p -Chú ý: etylaxetat tạo thành có nhiệt độ sơi thấp  để khơng khí bị bay hơi bình hứng làm lạnh đá phái  Tại phải để them 10p; để phản ứng đạt trạng thái cân bằng lượng este thu tối đa Bước 4: Tách etylaxetat -Dung dịch bình nón đem trung hịa dung dịch NA2CO3 2% đến Ph=7-8( thử giấy quỳ) Trung hòa axit bị cất ra: phản ứng -Chuyển hỗn hợp lên phễu chiết tách bỏ hoàn toàn lớp nước lớp: +Lớp trên: este(tỉ trọng