1. Anđehit axetic là gì?
Anđehit axetic hay còn có tên gọi khác là axetanđehit (hay ethanal) là một trong những anđehit vô cùng quan trọng và phổ biến trong đời sống hàng ngày.
Đây là một chất hóa học để nhà hóa học, dược học người Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele vô tình phát hiện được khi ông đang thực hiện phản ứng giữa mangan dioxit (màu đen) và axit sunfuric cùng rượu. Thí nghiệm này được ông thực hiện vào những năm 1770s.
Cấu tạo của hợp chất sau đó được giải thích bởi Liebig vào năm 1835. Ông đã tạo ra anđehit axetic tinh khiết bằng quá trình oxi hóa rượu etylic với cromic. Từ đó, anđehit axetic là một trong những sản phẩm hóa học trung gian quan trọng của công nghệ hữu cơ.
Cấu tạo phân tử của một andehit axetic là CH3CHO. Và được viết tắt thành MeCHO.
2. Công thức phân tử của Anđehit Axetic
Một trong những aldehyde quan trọng nhất và tồn tại phổ biến nhất trong tự nhiên cũng như được sản xuất quy mô lớn trong nền công nghiệp chính là Anđehit axetic.
Andehit axetic có công thức là là CH3CHO. Công thức này thể hiện cho andehit sẽ bao gồm phân tử có nhóm -CH=O (nhóm chức andehit) được liên kết trực tiếp với nhóm CH3: CH3-CH=O (Anđehit axetic hay etanal). Thi thoảng, etanal sẽ được viết tắt thành MeCHO (Me chính là nhóm methy (CH3)).
Tham khảo ngay bộ tài liệu tổng hợp kiến thức và phương pháp, kỹ năng làm mọi dạng bài tập trong đề thi Hóa THPT Quốc Gia
3. Tính chất vật lý của Anđehit axetic
Anđehit axetic có dạng lỏng. Là hợp chất hữu cơ không màu, có mùi trái cây nhưng hăng. Etanal dễ bị bay hơi và có nhiệt độ sôi nằm trong khoảng 20 độ C.
Ngoài ra, đây còn là hợp chất có khả năng tan vô hạn trong nước. Andehit axetic là chất tương đối độc, chúng có thể tạo ra hỗn hợp nổ với không khí trong khoảng nồng độ từ 4 đến 57% thể tích.
4. Tính chất hóa học của andehit axetic
Tính chất hóa học cơ bản của andehit là vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.
4.1. Phản ứng tráng bạc (tráng gương): andehit axetic + AgNo3/NH3
Phản ứng tráng bạc (hay phản ứng tráng gương) là phản ứng đặc trưng cho anđehit.
Đây là một phản ứng chứng minh rằng anđehit có tính khử. Ngoài ra, người ta cũng sử dụng phản ứng này để nhận biết anđehit.
Ta xét phương trình hóa học sau:
CH3-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O ->CH3- + 2NH4NO3+ COONH4 + + 2Ag
Ta sẽ có phương trình tổng quát như sau:
R(CHO)X + 2xAgNO3 + 3xNH3 + xH2O → R(COONH4)x + xNH4NO3 + 2xAg
Phương trình phản ứng tổng quát này sẽ chỉ áp dụng đối với anđehit không có liên kết ba nằm ở vị trí đầu mạch. Nếu trong trường hợp có nối ba nằm ở dầu thì hidro của cacbon ở vị trí nối ba sẽ bị thay thế bời Ag.
Ngoài anđehit, cũng có rất nhiều rất khác có thể tham gia phản ứng tráng gương như các tạp chất chứa nhóm chức CHO hay HCOOH và muối este của nó,…
4.2. Anđehit axetic + NAOH
Phản ứng hóa học xảy ra giữa sự tương tác của anđehit axetic với natri hidoxit và đồng (II) oxit sẽ tạo ra natri axetat, nước và đồng (I) oxit.
Ta có phương trình hóa học sau:
CH3CHO + NaOH + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH3COONa + 3H2O + Cu2O
4.3. Anđehit axetic + H2
Phản ứng giữa CH3OH với H2 là minh chứng rõ ràng cho mệnh đề andehit có tính oxi hóa.
Khi xúc tác với hydro (có sự tham gia của chất xúc tác Ni và nhiệt độ) sẽ tạo ra ancol bậc I. Trong trường hợp, phản ứng sẽ tạo ra etanol hay còn được gọi là rượu etylic.
Tổng quát phương trình:
R(CHO)x + XH2 → R(CH2OH)x
Andehit + H2 → Ancol bậc I
Xét phương trình phản ứng chi tiết hơn:
CH3-OH(rắn) + H2(khí, không màu) → Ch3-CH2-OH(lỏng, không màu)
Trong quá trình phản ứng giữa andehit và Hidro, nếu gốc R có các liên kết pi (xuất hiện khi trong hợp chất có từ liên kết đôi trở lên) thì hidro sẽ cộng vào vị trí của các liên kết pi.
4.4. Anđehit axetic tạo ra axit axetic
Phương pháp hiện đại để tạo ra axit axetic là thông qua phản ứng giữa andehit axetic và khí cacbon monoxit. Để đảm bảo cho phản ứng xảy ra thì người ta sẽ sử dụng các chất xúc tác của Rh hay chất xúc tác của Co. Phương pháp này có ưu điểm là chi phí sản xuất rẻ, dễ tạo được thành phẩm nên phương pháp này được ứng dụng nhiều trong các quy mô công nghiệp.
Ta có phương trình hóa học sau: CH3OH + CO → CH3COOH
5. Phương pháp điều chế anđehit axetic
CH3CHO được định nghĩa là một andehit có định danh: Anđehit axetic. Anđehit axetic là một chất lỏng dễ bay hơi, sôi ở 210ºC, có thể hòa tan vô hạn trong môi trường nước.
Là chất độc hại có thể tạo hỗn hợp nổ với không khí nhưng cũng là nguyên liệu quan trọng để sản xuất ra nhiều hóa chất.
Chúng ta có nhiều cách để điều chế ra andehit axetic nhưng phổ biến là sử dụng quá trình Ch3CHO điều chế từ axetilen và etilen hoặc đề hydro hóa etanol, ngoài ra, cũng có thể dùng cách oxy hóa alkan.
Bước đầu tiên là từ khí metan(CH4), chúng ta sẽ điều chế ra C2H2, sau đó từ C2H2 điều chế ra CH3CHO.
-
2CH4 → C2H2 + 3H2 (Phản ứng hóa học này có thể dùng cracking nhiệt hoặc điện)
-
2CH6 → C2H2 + 3H2 (Quá trình này cũng có thể dùng cách nhiệt phân C2H6 để cho ra C2H2)
Sau khi thu được C2H2, chúng ta tiến hành bước thứ hai. Tiến hành quá trình hydrat hóa axetilen để thu được andehit:
-
C2H2 + H2O → CH3CHO
Phản ứng hóa học này cần được xảy ra ở điều kiện bao gồm: nhiệt độ từ 70 - 950ºC, chất xúc tác HgO 0,5 - 1%; H2SO4 10 - 20%
Ngoài cách làm phía trên bạn cũng có thể sử dụng C2H4 để tạo CH3CHO theo phương trình hóa học sau:
-
2C2H4 + O2 → 2CH3CHO
Phản ứng hóa học này cần được xảy ra ở điều kiện bao gồm: nhiệt độ 450ºC và chất xúc tác PdCl2/CuCl2/HCl
Trên đây là hai phương pháp phổ biến được sử dụng nhất để điều chế ra CH3CHO.
Ngoài hai quy trình trên thì trong quá trình làm bài tập ta còn gặp các phương trình phản ứng hóa học sau:
-
CH3COOC2H3 + H2O → CH3COOH + C2H3OH (Sản phẩm này kém bền nên sẽ phân hủy tạo thành CH3CHO)
-
CH3CH2OH + CuO → CH3CHO +Cu + H2O
-
CH3CH(Br)2 + 2NaOH → 2NaBr + CH3CH(OH)2 (Sản phẩm này kém bền nên sẽ phân hủy tạo thành CH3CHO + H2O)
-
C2H4(OH)2 (nhiệt độ 170ºC, xúc tác H2SO4 đặc)→ H2O + CH2=CH-OH(Sản phẩm này kém bền nên sẽ phân hủy tạo thành CH3CHO)
Đăng ký ngay để được các thầy cô tổng hợp và xây dựng lộ trình ôn tập kiến thức Hóa thi THPT đạt 9+ phù hợp nhất với bản thân
6. Công dụng của anđehit axetic
CH3CHO có vai trò quan trọng trong việc tổng hợp các chất hữu cơ khác, phổ biến nhất là tổng hợp axit axetic.
Axit axetic có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực.
Trong lĩnh vực công nghiệp, phần lớn axit axetic được sử dụng để sản xuất chất kết dính và sơn. Ngoài ra, chúng cũng được ứng dụng để tạo độ chua nhẹ cho các sản phẩm như sữa chua. Dấm ăn cũng là một ứng dụng của axit axetic và nó được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm để chế biến đồ hộp, rau, quả hay gia vị. Hợp chất axit axetic được dùng làm chất tẩy cặn vôi trong vòi hoa sen hay ấm đun nước từ nguồn nước sinh hoạt hằng ngày. Hơn thế nữa, axit axetic còn có vai trò quan trọng trong công nghiệp dệt may, cao su và hóa chất.
Đối với nền y học hiện đại, axit axetic có vai trò trong quá trình ức chế hoạt động thủy phân đường đôi thành đường đơn và giúp hạn chế hội chứng tăng đường huyết sau khi bữa ăn. Và chúng cũng là một axit hữu cơ mang tính chất đặc trưng là phản ứng với kim loại để tạo ra sản phẩm muối trung hòa. Do đó, có thể hỗ trợ giúp làm tan sỏi trong thận.
7. Bài tập vận dụng về anđehit axetic
Câu 1: Sử dụng một chất nào trong những chất dưới đây để nhận biết được các chất bao gồm ancol etylic, glixerol, dung dịch anđehit axetic đựng trong ba lọ mất nhãn tên?
A. Dung dịch Cu(OH)2/OH-
B. Giấy quỳ tím
C. Kim loại Na
D. Dung dịch AgNO3/NH3
Đáp án đúng là đáp án A. Dung dịch Cu(OH)2/OH-
Giải thích chi tiết:
Dùng Cu(OH)2/OH- thực hiện theo hai bước như sau:
Bước 1: Nhỏ dung dịch Cu(OH)2/OH- ở nhiệt độ thường vào các ống thí nghiệm đựng lần lượt các hóa chất: C2H5OH (ống 1), C3H5(OH)3 (ống 2) và CH3CHO (ống 3). Ta sẽ thu được kết quả như sau:
Ống 1: Không phản ứng
Ống 2: Kết quả phản ứng ra màu xanh ⇒ Nhận biết được C3H5(OH)3
Ống 3: Không phản ứng
Bước 2: Nhỏ dung dịch Cu(OH)2/OH- được được đun nóng vào các ống thí nghiệm đựng lần lượt các hóa chất: C2H5OH (ống 1), CH3CHO (ống 2). Ta sẽ thu được kết quả như sau:
Ống 1: Không phản ứng.
Ống 2: Phản ứng cho ra kết tủa màu đỏ gạch.
Câu 2: Trong thực tế hiện nay, nguồn nguyên liệu chính để sản xuất anđehit axetic trong lĩnh vực công nghiệp là:
A. Etanol
B. Etan
C. Axetilen
D. Etilen
Đáp án đúng là đáp án D. Etilen
Giải thích chi tiết:
Hiện nay, nguồn nguyên liệu chính để sản xuất anđehit axetic trong quy mô công nghiệp là etilen.
Ta có phương trình hóa học sau:
2CH2=CH2 + O2 PdCl2, CuCl2 → 2CH3CHO
Câu 3: Trong các chất sau đây, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất?
A. CH3CH2OH
B. CH3COOH
C. CH3CHO
D. CH3CH3
Đáp án đúng là đáp án B
Giải thích chi tiết:
Axit sở hữu nhiệt độ sôi cao hơn ancol có khối lượng phân tử tương đương nguyên nhân là do phân tử axit tạo được 2 liên kết hidro. Liên kết hidro giữa các phân tử axit có tính chất bền hơn liên kết hidro giữa các phân tử ancol. Vì vậy, chất có nhiệt độ sôi cao nhất là axit CH3COOH.
Câu 4: Trong các chất: anđehit fomic, ancol propylic, ethylene glycol và axit butyric, chất sở hữu nhiệt độ sôi nhỏ nhất là:
A. Axit oxalic
B. Anđehit fomic
C. Axit butyric
D. Ethylene glycol
Đáp án đúng là đáp án B
Giải thích chi tiết:
Theo lý thuyết, ta có chiều giảm nhiệt độ sôi như sau: axit > ancol > anđehit.
Do đó, chất có nhiệt độ sôi nhỏ nhất là anđehit fomic.
Câu 5: Muốn trung hòa 6,72 gaxit cacboxylic Y (đơn chức, no), cần dùng 200 g dung dịch NaOH 2,24%. Công thức phân tử hóa học của Y là
A. CH3COOH
B. HCOOH
C. C2H5COOH
D. C3H7COOH
Đáp án đúng là đáp án A
Giải thích chi tiết:
Theo dữ liệu đề bài, ta tính được: nNaOH = 0,112 mol
Gọi chất Y là axit no, mạch hở
Ta sẽ có: nRCOOH = nNaOH = 0,112 mol
⇒ M = 6,72 / 0,112 = 60 ⇒ Y là CH3COOH
Câu 6: Đun nóng hỗn hợp gồm 24 gam axit axetic với lượng dư ancol etylic (xúc tác H2SO4 đặc), kết quả thu được 26,4 gam este. Hiệu suất của phản ứng hóa học este hóa là bao nhiêu?
A. 75%
B. 44%
C. 55%
D. 60%
Đáp án đúng là đáp án A
Giải thích chi tiết
CH3COOH + C2H5OH H2SO4 ⇔ CH3COOC2H5 + H2O (điều kiện phản ứng: có nhiệt độ)
Từ dữ liệu đề bài và phương trình hóa học, ta có:
nCH3COOC2H5 theo pt = nCH3COOH = 0,4 mol
Mà nCH3COOC2H5 thực tế thu được = 0,3 mol
⇒ H = nCH3COOC2H5 thực tế thu được/nCH3COOC2H5 theo pt = 0,3/0,4 = 75%
Vậy hiệu suất của phản ứng hóa học este hóa là 75%.
Câu 7: Cho 3,6g axit cacboxylic no, đơn chức X phản ứng hoàn toàn với 500 ml dung dịch gồm NaOH 0,12M và KOH 0,12M. Sau đó, cô cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức phân tử hóa học của X là
A. C2H5COOH
B. CH3COOH
C. HCOOH
D. C3H7COOH
Đáp án đúng là đáp án B. CH3COOH
Giải thích chi tiết:
Theo đề bài ta tính được: nKOH = 0,06 mol; nNaOH = 0,06 mol
Áp dụng quy tắc bảo toàn khối lượng: mX + mNaOH + mKOH = m của rắn khan + mH2O
Tính được: mH2O = 1,08 gam => nH2O = 0,06 mol
Vì chất X là axit đơn chức nên nX = nROH = nH2O = 0,06 mol
=> MX = 3,6/0,06 = 60
Do đó, X là CH3COOH
Câu 8: Ta có hỗn hợp gồm 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức và 0,1 mol muối của axit đó với kim loại kiềm. Hỗn hợp trên có tổng khối lượng là 15,8 g Tên của axit có mặt trong hỗn hợp trên là
A. Axit propioniC
B. Axit ethanoic
C. Axit metanoic
D. Axit butanoic
Đáp án đúng là đáp án B
Giải thích chi tiết:
Ta giả sử axit trong hỗn hợp trên là RCOOH. Suy ra, muối là RCOOM với M là kim loại kiềm.
Theo dữ liệu đề bài, ta sẽ có:
15,8 = 0,1.(R + 45) + 0,1.(R + 44 + M)
=> R = 34,5 - 0,5M
Với M = 23 => R = 23 (loại)
Với M = 39 (K) => R = 15 (CH3)
Kết luận: axit ethanoic CH3COOH
Câu 9: Cho các chất lần lượt: (1) axit propionic; (2) axit axetic; (3) etanol; (4) đimetyl ete. Đâu là mệnh đề sắp xếp nhiệt độ sôi chính xác nhất:
A. (2) > (1) > (3) > (4)
B. (2) > (3) > (1) > (4)
C. (1) > (2) > (3) > (4)
D. (4) > (3) > (2) > (1)
Đáp án đúng là đáp án C. (1) > (2) > (3) > (4)
Giải thích chi tiết:
Theo lý thuyết, ta có chiều giảm nhiệt độ sôi như sau axit > ancol > andehit
Do đó, thứ tự giảm dần của nhiệt độ sôi chính xác nhất là: (1) axit propionic > (2) axit axetic > (3) etanol > (4) đimetyl ete.
Câu 10: Trong các công thức cấu tạo sau, chất nào sau đây không phải là anđehit?
A. H - CH = O
B. O = CH - CH = O
C. CH3 - CO - CH3
D. CH3 - CH = O
Đáp án đúng là đáp án D. CH3 - CH = O
Giải thích chi tiết:
Anđehit được định nghĩa là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm CHO liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro.
Mà CH3 - CO - CH3 không có nhóm CHO do đó chất này không phải là anđehit.
Andehit - Axit cacboxylic là phần kiến thức quan trọng trong chương trình hóa 11, bài giảng video sau đây cô Kim Oanh sẽ cung cấp cho các em toàn bộ kiến thức về lý thuyết, các câu hỏi lý thuyết thường gặp và bài tập vận dụng. Các em chú ý theo dõi bài giảng cùng cô nhé!
Trên đây là toàn bộ những thông tin cần thiết liên quan đến các vấn đề về Anđehit Axetic, công thức phân tử và các tính chất đặc trưng của andehit axetic. Đây là một phần rất quan trọng trong chương trình ôn thi đại học môn Hoá và đòi hỏi các em phải nắm kiến thức thật chắc. Ngoài ra, em có thể truy cập ngay vào Vuihoc.vn để học thêm nhiều bài giảng hoặc liên hệ trung tâm hỗ trợ để được hướng dẫn thêm nhé!
>> XEM THÊM:
- Phenyl Axetat Là Gì? Công Thức Cấu Tạo Và Cách Điều Chế
- Ancol Anlylic Là Gì? Công Thức Cấu Tạo Và Tính Chất Đặc Trưng
- Ancol Etylic Là Gì? Phương Pháp Điều Chế Và Ứng Dụng Trong Đời Sống