Trong hóa học hữu cơ, bạn sẽ tìm hiểu về quá trình ester hóa. Đây là kiến thức rất quan trọng trong hóa học và xuất hiện nhiều trong các đề thi. Do đó, bạn cần có kiến thức vững chắc về quá trình este hóa cũng như thực hành tốt với quá trình este hóa. Sau đâytrung tâm gia sư welearningsẽ tổng hợp lý thuyết về phản ứng este hóa và cách giải bài tập về phản ứng este hóa.
>>>>Xem thêm: Gia sư môn Hóa – Dạy kèm môn Hóa tại nhà
1. Phản ứng este hóa là gì?
Quá trình este hóa là phản ứng giữa axit cacboxylic và rượu ở một nhiệt độ nhất định, sử dụng axit sunfuric đặc làm chất xúc tác. Ở điều kiện đó xảy ra đồng thời quá trình thủy phân este trong môi trường axit, tạo ra axit và ancol ban đầu. Quá trình este hóa và thủy phân este trong axit là thuận nghịch với hiệu suất phản ứng h < 100%.
1.1. Phương trình tổng quát phản ứng este hóa
- r(cooh)x + r′(oh)t ⇌ ry(coo)xy r′x + xyh2o (xúc tác h2so4, t∘)
- rcooh + r′oh ⇌ rcooh + h2o (xúc tác h2so4,t∘)
- c2h5oh + ch3cooh ⇌ (h+, to) h2o + ch3cooc2h5
- ch3oh + ch3cooh ⇌ (h+, to) ch3cooch3 + h2o
- Đề bài là số liệu của chất phản ứng, tìm thành phần (sản phẩm).
- Luôn sử dụng dữ liệu sản phẩm để tính toán vấn đề.
- Nếu bài toán cho một hiệu suất thì sau khi tính toán, chỉ cần nhân với hiệu suất là ra kết quả mong muốn.
- Nếu bài toán hiệu quả thì sau khi tính toán xong chỉ cần chia kết quả cho hiệu suất là ra kết quả mong muốn
- Khi câu hỏi là thuốc thử ban đầu chứa bao nhiêu phần trăm tạp chất ⇒ lượng chất phản ứng thực tế = lượng chất đã cho trong phép thử. (100 – % tạp chất.
- Đối với tổn thất trong các vấn đề về phản ứng/sản xuất, lượng chất phản ứng thực tế = lượng chất được đề cập. (100% – % hao hụt).
- Hiệu suất còn lại thấp.
- Khi một bài toán quy trình gồm n giai đoạn, hiệu suất của từng giai đoạn là h1, h2,…,hn,… thì hiệu suất của cả quá trình là h=h1.h2….hn
- Xà phòng hóa là quá trình thủy phân este trong môi trường kiềm để tạo ra rượu và cacboxylat.
- Xà phòng hóa là phản ứng một chiều, nhưng phản ứng có thể xảy ra hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Hiệu suất phản ứng h≤1, h=1: Phản ứng xảy ra hoàn toàn.
- Phần 1 đã được trung hòa hết với 0,5 lít dd nah 0,4m;
- Phần 2. este hóa với etanol tạo ra m gam este. Giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100% thì giá trị của m là
- Cách tính số mol hno3 phản ứng trong phản ứng oxi hóa khử
- Định luật bảo toàn khối lượng – Lý thuyết và thực hành
- Công thức tính số đồng phân olefin nhanh và chính xác nhất
Nếu axit cacboxylic và ancol tham gia phản ứng đều đơn chức (chung) thì phương trình phản ứng như sau:
Nồng độ h2so4 trong phản ứng này không chỉ đóng vai trò là chất xúc tác cho phản ứng mà còn đóng vai trò là chất hút nước.
Ví dụ:
1.2. Cơ chế este hóa
Cơ chế phản ứng là quá trình xảy ra phản ứng, là một kiến thức sâu rộng, những ai học hóa học nâng cao cần nắm được cơ chế của phản ứng este hóa.
p>
2. Hiệu suất este hóa
2.1. Các vấn đề về hiệu suất chuyển tiếp
Công thức tính: h% = (mtt/mlt)*100 hoặc h% = (npu/mbd)*100
2.2. Bài toán hiệu suất ngược
Vấn đề là dữ liệu sản phẩm, yêu cầu tính toán khối lượng chất phản ứng.
Công thức tính: h% = (mtt/mlt)*100 hoặc h% = (npu/mbd)*100
Lưu ý:
3. Xà phòng hóa este
Phương trình tổng quát
ry(coo)xy r′x + xynaoh → y(coona)x + r′(oh)y
m (chất rắn đã phản ứng) = m (muối) + m (kiềm dư)
Ester đơn chức: n(este phản ứng)=nnaoh(phản ứng)=n(muối)=n(rượu)
4. Bài tập este hóa và cách giải
Dạng 1: Tính hằng số cân bằng
Phương pháp tính hằng số cân bằng:
kc = ([rcoor′] [h2o]) / ([rcooh][r′oh]) = x^2 / [(a−x)(b−x)]
Bài tập ví dụ: Hãy nêu hằng số cân bằng của phản ứng este hóa: r − cooh + r′oh ⇌ r − coor′ + h2o; kc = 4. Nếu hỗn hợp gồm axit và ancol Phản ứng với nhau, khi phản ứng este hóa đạt trạng thái cân bằng thì bao nhiêu phần trăm khối lượng ancol và axit bị este hóa?
Người chiến thắng:
Ta có:
[r1coor2] = [h2o] = x [r1cooh] = [r2oh] = a – xkc = ([r1coor2]. [h2o]) / ([r1cooh]. [r2oh]) = x^2 / (a-x)^2 = 4
⇒ x = 2(a-x) ⇔ 3x = 2a ⇒ xa = 23 = 0,667
Vậy khi phản ứng este hóa đạt tới trạng thái cân bằng thì có 66,67% khối lượng ancol và axit đã được este hóa.
Dạng 2: Tốc độ phản ứng este hóa
Phương pháp tính toán phản ứng este hóa:
Bài tập ví dụ: Trộn 20ml etanol 92o với 300ml axit axetic 1M thu được hỗn hợp X. Cho axit sunfuric đặc vào x rồi đun nóng sau một thời gian thu được 21,12g este. Giả sử rằng etanol nguyên chất có khối lượng riêng là 0,8 g/ml. Phản ứng este hóa là gì?
Người chiến thắng:
Ban đầu số mol ancol lớn hơn số mol axit nên ancol dư, hiệu suất phản ứng tính theo axit.
Theo (1) số mol axit và ancol tham gia phản ứng là 0,24 mol. Vậy hiệu suất phản ứng là:
h = 0,24/0,3 x 100 = 80%.
Bài tập ứng dụng
Bài 1: Điều chế phenyl axetat ch3cooc6h5 bằng phản ứng nào?
A. ch3cooh + c6h5oh (xt, to).
ch3oh + c6h5cooh (xt, to).
(ch3co)2o + c6h5oh (xt, to).
ch3oh + (c6h5co)2o (xt, to).
Áp phích 2: Chất nào sau đây được dùng để tạo ra etyl axetat?
A. Đun hồi lưu hỗn hợp etanol, giấm và axit sunfuric đậm đặc.
Đun hồi lưu hỗn hợp axit axetic, rượu trắng và axit sunfuric.
Đun nóng hỗn hợp etanol, axit axetic và axit sunfuric đậm đặc trong cốc chịu nhiệt.
Đảo ngược hỗn hợp etanol, axit axetic và axit sunfuric đậm đặc.
Câu 3: Cho hỗn hợp m gồm một ancol no, đơn chức có nhóm chức x và một axit cacboxylic no đơn chức y, đều mạch hở và có cùng số nguyên tử c , tổng số mol của hai chất Số mol là 0, 5 (số mol của y lớn hơn số mol của x). Nếu đốt cháy hoàn toàn m gam X thì thu được 33,6 lít khí cacbonic (dktc) và 25,2 gam nước. Mặt khác, nếu đem m gam este hóa bằng cách đun nóng với axit sunfuric đặc (hiệu suất 80%) thì số gam este thu được là
A. 22,80 điểm 34,20 độ C 27,36 ngày 18,24
bài 4: x là hỗn hợp của hcooh và ch3cooh (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 21,2g X phản ứng hết với 23g C2H5OH (xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất este hóa đạt 80%). giá trị m
A. 40,48 gam.
23,4 gam.
48,8 gam
25,92 gam.
bài 5: Mật độ của etanol nguyên chất là 0,8 g/ml. Hiệu suất của phản ứng este hóa là:
A. 75%. b.80%. c. 85%. D. Nhiều kết quả hơn.
Câu 6: Cho 45 gam axit axetic phản ứng với 69 gam etanol (dùng axit sunfuric đặc làm xúc tác) tạo ra 41,25 gam este. Hiệu suất của phản ứng este hóa là:
A. 62,50%. b.50,00% c.40,00% d.31,25%.
Câu 7: Đun nóng 45 gam axit axetic và 69 gam etanol (dùng axit sunfuric đặc làm xúc tác) sau phản ứng thu được 41,25 gam este. Hiệu suất của phản ứng este hóa là:
A. 62,50%. b.50,00%. c. 40,00%. d.31,25%.
Bài tập 8: Đun nóng hỗn hợp gồm 25,8 g etanol và axit axetic dưới tác dụng của axit sunfuric đặc thu được 14,08 g este. Nếu đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thì thu được 23,4 gam H2O. Tìm thành phần phần trăm mỗi loại trong hỗn hợp ban đầu và hiệu suất của phản ứng este hóa.
A. 53,5% c2h5oh; 46,5% ch3cooh và h = 80%
55,3% c2h5oh; 44,7% ch3cooh và h = 80%
60,0% c2h5oh; 40,0% ch3cooh và h = 75%
45,0% c2h5oh; 55,0% ch3cooh và h = 60%
Bài 9: Chia 1 gam axit axetic thành 2 phần bằng nhau.
A. 16.7.
17.6.
18.6.
16.8.
Quá trình este hóa là một phần quan trọng trong chương trình giảng dạy hóa học. Những chia sẻ của welearn trên đây chắc chắn sẽ giúp ích cho bạn. Cùng luyện tập thật nhiều và nắm vững các dạng bài tập phản ứng hay nhất nhé! Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn.
