2.4.1.1. Calcium
Là nguyên tố hóa học, ký hiệu Ca, số thứ tự 20 trong bảng hệ thống tuần hoàn. Nó là một kim loại kiềm thổ nhẹ nhất, có nguyên tử khối 40. Calcium có tỷ trọng 1.55g/cm3.
Về mặt hóa học, calcium là một kim loại mềm và phản ứng mạnh. Nó là kim loại có màu bạc phải được tách ra bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối clorua như calciclorua. Khi đƣợc tạo ra nó nhanh chống hình thành một lớp áo oxit và nitrit màu trắng xám do tiếp xúc với không khí. Ở dạng khối, kim loại khó đốt cháy nhƣng khi cắt ra kim loại cháy trong không khí với ngọn lửa màu cam – đỏ có độ chói sáng.
Kim loại Calcium phản ứng với nước tạo khí hydro với tốc nhanh đến mức có thể nhận biết đƣợc, nhƣng không đủ nhanh ở nhiệt độ phòng để tạo ra nhiều nhiệt, do vậy nó rất hữu ích trong sản xuất hydro. Tuy nhiên khi ở dạng bột nó phản ứng với nước cực kỳ nhanh do diện tích bề mặt tiếp xúc nhanh. Một phần phản ứng với nước bị chậm lại do nó tạo ra sản phẩm không hòa tan là calcihydroxit có tính bảo vệ.
Hình 2.3. Hình calcium 2.4.1.2. Ethanol
Hình 2.4. Lọ ethanol Là một hợp chất hữu cơ, nằm ở dãy đồng đẳng của alcol methylic.
Ethanol là một alcol mạch thẳng, có công thức hóa học C2H6O hay C2H5OH.
Là một chất lỏng không màu, trong suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trƣng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0.7936g/ml ở 150C), dễ bay hơi (sôi ở nhiệt độ
78.390C), hóa rắn ở -114.150C, tan trong nước vô hạn, tan trong eter và clorofom, hút ẩm, dễ cháy khi cháy không có khối và ngọn lửa có màu xanh da trời.
Ethanol là một dung môi linh hoạt, có thể pha trộn với nước và với các dung môi hữu cơ khác nhƣ clorofom, dietyl eter, etelen glycol... Các liên kết hydro làm cho ethanol nguyên chất có khả năng hút ẩm, làm chúng sẵn sàng hút hơi nước trong không khí. Sự phân cực tự nhiên của nhóm chức hydroxyl làm cho ethanol có thể hòa tan một số hợp chất ion. Do phân tử ethanol có một đầu không phân cực, nó sẽ hòa tan các hợp chất không phân cực bao gồm hầu hết tinh dầu và các chất hương liệu, màu, thuốc.
Hình 2.5. Cấu trúc phân tử ethanol
Tính chất hóa học của ethanol đƣợc quyết định bởi cấu trúc phân tử:
Tính chất của một rƣợu đơn chức
Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ. Ví dụ:
2 C2H5OH + 2 Na → 2 C2H5ONa + H2
Phản ứng ester hóa, phản ứng giữa alcol và acid với môi trường là acid sulfuric đặc nóng tạo ra ester. Ví dụ:
C2H5OH + CH3COOH → CH3COOC2H5 + H2O
Phản ứng loại nước như tách nước trong một phân tử để tạo thành olefin, trong môi trường acid sulfuric đặc ở 1700C:
C2H5OH → C2H4 + H2O Hay tách nước giữa 2 phân tử rượu thành eter
C2H5OH + C2H5OH → C2H5-O-C2H5 + H2O Phản ứng oxy hóa, trong đó rƣợu bị oxy hóa theo 3 mức
Ở mức 1, oxy hóa không hoàn toàn trong môi trường nhiệt độ cao thành aldehyde
CH3-CH2-OH + CuO → CH3-CHO + Cu + H2O Mức 2, oxy hóa không hoàn toàn có xúc tác thành acid hữu cơ
CH3-CH2-OH + O2 → CH3-COOH + H2O Mức 3 oxy hóa hoàn toàn (đốt cháy) thành CO2 và H2O
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O Phản ứng tạo ra butadien-1,3: cho hơi alcol đi qua chất xúc tác hỗn hợp
Ví dụ: Cu + Al2O3 ở 380-4000 C, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nước
2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2O + H2
Phản ứng lên men giấm: oxy hóa alcol etylic 100 bằng oxy không khí có mặt men giấm ở nhiệt độ khoảng 250 C.
CH3-CH2-OH + O2 → CH3-COOH + H2O
2.4.2. Điều chế Ca(OC2H5)2 [3]
Cân 10g Calcium tinh thể và đong 500ml ethanol cho vào bình cầu, đun cách thủy trên máy khuấy từ và gia nhiệt, phía trên có đặt hệ thống hoàn lưu. Gia nhiệt ở nhiệt độ 650C, với tốc độ khuấy 800 vòng/phút, trong thời gian 8 giờ. Sản phẩm đƣợc hút chân không, lấy phần chất rắn đem sấy ở 1050C trong 1 giờ, thu đƣợc xúc tác Ca(OC2H5)2.