Bài 25. Acetic acid
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 25. ACETIC ACID
Ảnh
Mở đầu
Câu hỏi
Giấm ăn là dung dịch acetic acid có nồng độ khoảng 2% - 5%, thường được dùng làm gia vị trong nhiều món ăn và có nhiều ứng dụng khác. Acetic có cấu tạo như thế nào? Hợp chất này có tính chất và ứng dụng gì trong đời sống?
Công thức cấu tạo của acetic acid là:
Ảnh
- Tính chất vật lí: Acetic acid là chất lỏng, không màu, vị chua, mùi đặc trưng, sôi ở 118oC, nặng hơn nước, tan vô hạn trong nước.
Ảnh
- Tính chất hóa học của acetic acid: + Có tính chất chung của một acid: làm đổi màu quỳ tím, phản ứng với một số kim loại, oxide base, base, muối carbonate, … + Phản ứng với ethylic alcohol tạo ester. - Ứng dụng: Acetic acid được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, chất dẻo, …
1. Công thức phân tử, công thức cấu tạo của acetic acid
1.1.Lý thuyết
Acid acetic, hay acid ethanoic là một chất lỏng không màu và là acid hợp chất hữu cơ với công thức hóa học CH3COOH (cũng viết là CH3CO2H, C2H4O2, hoặc HC2H3O2). Giấm có tối thiểu 4% acid acetic theo thể tích. Điều đó khiến acid acetic là thành phần chính trong giấm ngoài nước.
1.2.Công thức phân tử
Công thức phân tử của axit axetic là
C2H4O2
Ảnh
1.3.Công thức cấu tạo
Axit axetic có công thức cấu tạo:
Ảnh
Viết gọn:CH3COOH
Như vậy trong phân tử axit, nhóm – OH liên kết với nhóm
Ảnh
tạo thành nhóm
Ảnh
(hay viết gọn – COOH). Chính nhóm –COOH (cacboxyl) làm cho phân tử có tính axit.
1.4.Câu hỏi thảo luận 1
Quan sát Hình 25.1, hãy nêu nhận xét về công thức cấu tạo của acetic acid.
Ảnh
Đặc điểm công thức cấu tạo: Có một nhóm -COOH liên kết với nhóm -CH3.
2. Tính chất vật lí của acetic acid
2.1.Lý thuyết
Axit axetic tồn tại dưới dạng chất lỏng ở nhiệt độ thường. Nó có thể đông đặc thành chất rắn ở nhiệt độ dưới 16,7°C. Axit axetic là chất lỏng không màu, không có màu sắc đặc trưng. Có mùi hắc hơi đặc trưng, một mùi chua, đặc biệt là khi nồng độ cao. Điểm nóng chảy của axit axetic khoảng 16,7°C. Điểm sôi của axit axetic là khoảng 118-119°C. Tỷ trọng của axit axetic là khoảng 1,05 g/cm³. Trọng lượng riêng của axit axetic là khoảng 1,049 25 ° C Hơi áp suất của axit axetic là khoảng 1,5 kPa 20 ° C. Axit axetic hòa tan tốt trong nước. Nó cũng có khả năng hòa tan trong nhiều dung môi hữu cơ, như etanol, aceton và ether. Axit axetic có tính ổn định, nhưng có thể bị phân huỷ bởi nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh hoặc các chất xúc tác.
2.2.Câu hỏi thảo luận 2
Theo em, những thông tin nào cho biết acetic acid nặng hơn nước và tan vô hạn trong nước.
Khối lượng riêng của acetic acid là 1,045 g/mL > khối lượng riêng của nước nên acetic acid nặng hơn nước. Khi cho acetic acid vào nước với lượng bất kì, ta luôn thu được hỗn hợp đồng nhất nên acetic acid tan vô hạn trong nước.
3. Tính chất hóa học của acetic acid
3.1.Lý thuyết
Axit axetic làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ Là một axit hữu cơ với tính chất axit mạnh. Nó có khả năng tác động và tương tác với các chất cơ bản, tạo thành muối và nước. Vd: Axit axetic tác dụng với bazơ: CH3COOH + NAOH → H2O + CH3COONA Có tính chất ăn mòn và có khả năng gây ăn mòn da, mắt và các vật liệu nhạy cảm khác. Cần phải cẩn thận khi tiếp xúc trực tiếp với axit axetic.. Axit axetic có khả năng oxi hóa các chất khác. Với một số chất khác nhau, nó có thể gây ra các phản ứng oxi hóa, gây ảnh hưởng đến tính chất và cấu trúc của chúng.
3.2.Lý thuyết
Có thể trải qua phản ứng thủy phân với nước, tạo thành ion axetat và hidro (H2), tạo ra một môi trường có tính chất acid. Có khả năng tham gia vào các phản ứng thế, chẳng hạn như phản ứng acetyl hóa. Trong đó một nhóm acetyl được thế vào một phân tử khác. Vd: Axit axetic tác dụng với Anilin: C6H5NH2 + CH3COOH → C6H5NHCOCH3 + H2O Có thể tạo muối với các chất kiềm và kim loại kiềm như natri axetat. C6H5NH2 + CH3COOH → C6H5NHCOCH3 + H2O Vd: Axit axetic tác dụng với oxit bazơ: CH3COOH + HO – C2H5 → H2O + CH3COOC2H5 + H2O
3.3.Câu hỏi thảo luận 3
Quan sát Hình 25.3, em hãy giải thích hiện tượng của Thí nghiệm 1.
Hiện tượng: Khi nhỏ dung dịch acetic acid lên mẩu giấy quỳ tím thấy quỳ tím chuyển sang màu hồng. Giải thích: Do acetic acid có tính acid yếu.
Ảnh
3.4.Câu hỏi củng cố
Hãy trình bày cách phân biệt 3 dung dịch riêng biệt sau: acetic acid, ethylic alcohol, sodium hydroxide.
Ảnh
3.5.Câu hỏi thảo luận 4
Tiến hành Thí nghiệm 2 và nêu hiện tượng xảy ra trong mỗi ống nghiệm. Thí nghiệm 2: Acetic acid phản ứng với đá vôi (thành phần chính là CaCO3), kẽm (Zn), copper(II) oxide (CuO), sodium hydroxide (NaOH) Dụng cụ và hoá chất: ống nghiệm, giá đỡ ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, cốc thuỷ tinh, dung dịch CH3COOH 1 M, đá vôi, kẽm viên, bột copper(II) oxide, dung dịch NaOH 1M, phenolphthalein. Tiến hành thí nghiệm: Dùng ống hút nhỏ giọt lấy dung dịch acetic acid và cho từ từ lần lượt vào mỗi ống nghiệm có chứa sẵn gồm: Ống 1: đựng đá vôi đập nhỏ (khoảng 1 gam). Ông 2: đựng kẽm (vài viên nhỏ Ống 3: đựng bột copper(II) oxide (khoảng 1/3 thìa thủy tinh), sau đó đun nóng nhẹ ống nghiệm. Ống nghiệm 4: đựng dung dịch sodium hydroxide (khoảng 3mL) có pha vài giọt phenolphthalein.
Ảnh
Hiện tượng: - Ống 1: đá vôi tan ra, có khí thoát ra. 2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2 ↑ + H2O - Ống 2: viên kẽm tan dần, xuất hiện bọt khí. 2CH3COOH + Zn → (CH3COO)2Zn + H2 ↑ - Ống 3: bột CuO tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh. 2CH3COOH + CuO → (CH3COO)2Cu + H2O - Ống 4: màu hồng của dung dịch chuyển sang không màu. CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Ảnh
3.6.Câu hỏi thảo luận 5
Viết phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy acetic acid.
CH3COOH + 2O2 to→ 2CO2 + 2H2O
3.7.Câu hỏi thảo luận 6
Tên gọi của phản ứng ở Thí nghiệm 3 là gì? Cho biết tên gọi chung của sản phẩm.
Thí nghiệm 3: Acetic acid phản ứng với ethylic alcohol Dụng cụ và hoá chất: ống nghiệm, giá đỡ ống nghiệm, ống dẫn khí chữ L, cốc thuỷ tinh, acetic acid, ethylic alcohol, dung dịch sulfuric acid đặc. Tiến hành thí nghiệm: Cho khoảng 2 mL dung dịch acetic acid và 2 mL ethylic alcohol vào ống nghiệm (A) rồi thêm tiếp vài giọt dung dịch sulfuric acid đặc làm xúc tác. Tiến hành lắp các dụng cụ thí nghiệm như Hình 25.5.
Ảnh
Ảnh
Đun nhẹ ống nghiệm (không đun sôi, khoảng 5 phút).
Trả lời:
- Tên gọi của phản ứng ở Thí nghiệm 3 là phản ứng ester hóa. - Sản phẩm của phản ứng ester hóa là ester và nước
4. Điều chế và ứng dụng của acetic acid
4.1.Điều chế
Cacbonyl hóa methanol:
Methanol tác dụng với cacbon monoxit tạo thành axit axetic: CH3OH + CO → CH3COOH
Oxy hóa axetaldehyt:
Trong công nghiệp, Axit axetic CH3COOH được sản xuất từ butan C4H10 có xúc tác và nhiệt độ 2C4H10 + 3O2 → 4CH3COOH+ 2H2O
Phương pháp lên men chậm:
Cho axit axetic CH3COOH vào thùng gỗ sồi thể tích 250- 300l, trống 1/5 thể tích lượng axit axetic rồi đổ thêm nước ép nho vào đến khi được ½ thùng. Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Quá trình kéo dài vài tuần.
4.2.Ứng dụng
Axit axetic được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như tạo ra polyme ứng dụng trong sơn, chất kết dính, là dung môi hòa tan các chất hóa học, sản xuất và bảo quản thực phẩm, đặc biệt dùng để sản xuất giấm. Lượng axit axetic dùng làm giấm tuy không phải là một tỉ lệ lớn trong tổng sản lượng axit axetic, nhưng giấm lại là một sản phẩm khá phổ biến trong đời sống hằng ngày.
Ảnh
4.3.Câu hỏi thảo luận 7
Hãy cho biết để tạo ra giấm ăn từ ethylic alcohol thì cần phải có những nguyên liệu nào.
Nguyên liệu: dung dịch ethylic alcohol, oxygen, men giấm Phương trình hóa học: C2H5OH + O2 mengiâm−−−−−→ CH3COOH + H2O
4.4.Câu hỏi thảo luận 8
Tìm hiểu thông tin, em hãy cho biết một số ứng dụng của acetic acid trong đời sống.
Từ acetic acid có thể tạo ra một số sản phẩm như giấm ăn, chất dẻo, dược phẩm, …
4.5.Vận dụng
Giấm được xem là một loại gia vị trong chế biến thực phẩm, ... Từ thực tế trong đời sống, em hãy cho biết thêm một số ứng dụng khác của giấm.
Một số ứng dụng khác của giấm như dùng để khử mùi tanh của cá, muối chua rau quả để lưu trữ và bảo quản lâu hơn, dùng để sát trùng nhẹ, …
4.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em nhớ đọc bài mới trước nhé!
Cảm ơn
Ảnh