Buzz
1. Phương trình hóa học cân bằng: Mg + CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
Kim loại magie (Mg) phản ứng với axit axetic (CH3COOH), một axit hữu cơ. Trong phản ứng này, hai phân tử axit axetic tác dụng với một nguyên tử magie, dẫn đến sự thay thế hai nguyên tử hydro trong phân tử axit axetic bởi magie. Phản ứng tạo thành muối axetat magie (CH3COO)2Mg và giải phóng khí hiđro (H2). Muối axetat magie tan trong nước, và khí hiđro thoát ra không thay đổi màu sắc hay hình dạng của phản ứng. Đây là phản ứng oxi hóa khử, với magie chuyển từ trạng thái oxi hóa 0 đến +2 trong muối axetat magie và hai nguyên tử hydro trong axit axetic chuyển từ -1 đến 0 trong khí hiđro.
Quá trình tổng hợp muối axetat magie Mg(CH3COO)2 từ magie (Mg) và axit axetic (CH3COOH) bao gồm một loạt các phản ứng hóa học. Dưới đây là mô tả chi tiết về từng bước trong quá trình này:
Bước 1: Chuẩn Bị Các Chất Tham Gia: Các chất cần thiết bao gồm magie (Mg) và axit axetic (CH3COOH).
Bước 2: Hòa Tan Magie Trong Axit Axetic: Cân lượng magie cần thiết và cho vào một bình chứa. Đổ axit axetic vào bình chứa chứa magie. Đảm bảo tuân thủ các quy tắc an toàn môi trường vì phản ứng xảy ra trong dung dịch.
Bước 3: Tiến Hành Phản Ứng: Khi axit axetic tiếp xúc với magie, phản ứng bắt đầu. Magie phản ứng với axit axetic để tạo ra muối axetat magie Mg(CH3COO)2 và giải phóng khí hiđro (H2) vào dung dịch. Phản ứng diễn ra nhanh chóng và phát sinh nhiệt.
Bước 4: Lọc và Thu Sản Phẩm: Sau khi phản ứng hoàn tất, lọc dung dịch để tách chất rắn muối Mg(CH3COO)2 ra khỏi phần dung dịch còn lại. Có thể sử dụng các phương pháp lọc như lọc cách nhiệt hoặc giấy lọc nhiều lớp để tách chất rắn.
Kết quả: Sau khi lọc dung dịch, thu được chất rắn muối Mg(CH3COO)2, hay còn gọi là magnesium acetate. Chất này có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, sản xuất nhựa, dệt nhuộm, chất tẩy rửa và chất chống đông.
Mg + 2CH3COOH ⇌ (CH3COO)2Mg + H2
Biểu thức này với mũi tên hai chiều cho thấy phản ứng có thể tiến hành theo cả hai hướng. Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, các sản phẩm và chất phản ứng có thể chuyển đổi ngược lại với nhau. Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác có thể ảnh hưởng đến cân bằng này, làm thay đổi hằng số cân bằng và tỷ lệ giữa các sản phẩm và chất phản ứng. Ví dụ, tăng nhiệt độ có thể thúc đẩy phản ứng về phía sản phẩm, trong khi giảm nhiệt độ có thể làm giảm tỷ lệ sản phẩm. Các điều kiện cụ thể để đạt cân bằng mong muốn phụ thuộc vào yêu cầu của ứng dụng hoặc nghiên cứu.
2. Ứng dụng của phản ứng hóa học Mg + CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
Phản ứng giữa magie (Mg) và axit axetic (CH3COOH) để tạo ra axetat magie [(CH3COO)2Mg] và khí hiđro (H2) không phải là phản ứng phổ biến trong công nghiệp. Phản ứng này chủ yếu được dùng để sản xuất axetat magie.
Axetat magie là một phụ gia quan trọng với nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm và đồ uống. Nó được sử dụng như chất chống bẩn và ổn định sản phẩm, cải thiện chất lượng và bảo quản. Ngoài ra, axetat magie còn có vai trò quan trọng trong sản xuất nhựa, dệt nhuộm, chất tẩy rửa và chất chống đông. Trong ngành nhựa, nó giúp tăng cường tính cơ học và ổn định sản phẩm. Trong dệt nhuộm, axetat magie có thể là chất xúc tác hoặc phụ gia cải thiện quá trình nhuộm. Tính ổn định và ứng dụng đa dạng của axetat magie làm cho nó trở thành thành phần quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
Ngoài các ứng dụng chính, phản ứng này còn có một số ứng dụng nhỏ và trong giáo dục:
+ Giáo dục và thí nghiệm: Phản ứng này có thể được dùng trong các thí nghiệm giáo dục để minh họa cơ chế trao đổi ion và sự hình thành khí trong hóa học. Nó là một ví dụ về phản ứng redox, trong đó magie trao đổi electron với axit axetic.
+ Sản xuất khí hiđro: Dù không phải là phương pháp chính để sản xuất khí hiđro, phản ứng giữa magie và axit axetic có thể được sử dụng để tạo ra khí hiđro trong một số trường hợp.
+ Nghiên cứu hóa học và phân tích: Phản ứng này có thể được sử dụng trong nghiên cứu hóa học để tạo ra các hợp chất cụ thể, như axetat magie, nhằm phục vụ cho các nghiên cứu thêm.
+ Các ứng dụng nhỏ khác: Có thể có một số ứng dụng phụ trong việc tạo ra các hợp chất magie đặc biệt trong các quy trình sản xuất hoặc phản ứng tổng hợp khác.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng phản ứng này không phải là phổ biến hay quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn. Các phương pháp khác thường được ưu tiên hơn vì hiệu suất, chi phí và tính ổn định của chúng.
3. Một số bài tập áp dụng liên quan đến phản ứng
Câu 1: Cho 2,4 gam Mg phản ứng với 200 gam dung dịch CH3COOH.
a. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch CH3COOH phản ứng?
b. Tính thể tích khí thoát ra ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).
c. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch muối sau khi phản ứng hoàn tất.
Hướng dẫn giải quyết:
Mg + 2 CH3COOH → H2 + (CH3COO)2Mg
a) Số mol Mg = 2,4 / 24 = 0,1 (mol)
Khối lượng CH3COOH = 0,2 × 60 = 12 (gam)
b) H2 = 22,4 . 0,1 = 2,24 lít
c) % (CH3COO)2Mg = 12 : (2,4 + 200) . 100% = 5,92%
Câu 2. Cho 0,48 gam Mg phản ứng hoàn toàn với dung dịch CH3COOH, thu được V lít khí (đktc). Tính giá trị của V.
A. 0,112
B. 0,224
C. 0,336 lít
D. 0,448 lít
Hướng dẫn cách giải
Đáp án chính xác là: D
Số mol Mg là: 0,02 mol
2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2 ↑
n H2 = n Mg = 0,02 mol ⇒ V H2 = 0,02 . 22,4 = 0,448 lít
Câu 3. Khi cho Mg phản ứng với dung dịch axit axetic, thu được 2,24 lít khí (đktc). Tính khối lượng muối thu được.
A. 1,42 g
B. 0,71 g
C. 14,2 g
D. 7,1 g
Hướng dẫn giải chi tiết:
Đáp án đúng là A
Số mol H2 = 2,24 / 22,4 = 0,01 mol
2CH3COOH + Mg → H2 + Mg(CH3COO)2
Số mol muối = Số mol H2 = 0,01 mol ⇒ Khối lượng muối = 0,01 . 142 = 1,42 g
Câu 4. Xét các chất sau: KHCO3, NaClO, CH3OH, Mg, Cu(OH)2, dung dịch Br2, CaCO3, C2H2. Có bao nhiêu chất phản ứng với axit axetic?
A. 6
B. 7
C. 5 chất
D. 8 chất
Hướng dẫn chi tiết:
Đáp án chính xác là B
CH3COOH + KHCO3 → H2O + CO2 + CH3COOK
CH3COOH + NaClO → CH3COONa + HClO
CH3COOH + CH3OH ⇌ H2O + CH3COOCH3
2CH3COOH + Mg → H2 + Mg(CH3COO)2
2CH3COOH + Cu(OH)2 → 2H2O + (CH3COO)2Cu
CaCO3 + 2CH3COOH → (CH3COO)2Ca + H2O + CO2
C2H2 + CH3COOH → CH3COOCHCH2
Câu 5. Hiện tượng xảy ra khi axit axetic phản ứng với kim loại magie là gì?
A. Sinh ra khí H2
B. Xuất hiện kết tủa đen
C. Tạo dung dịch màu xanh lam
D. Có khí mùi amoniac thoát ra.
Hướng dẫn giải bài tập:
Đáp án là A
2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2↑
Câu 6. Dãy chất nào sau đây phản ứng với CH3COOH?
A. K, ZnO, Cu, NaHCO3, KOH
B. K, ZnO, Fe, NaHCO3, Ag
C. K, SO2, NaHCO3, Fe, KOH
D. K, ZnO, NaHCO3, Fe, KOH
Đáp án đúng là D
Câu 7. Khi cho Mg phản ứng với dung dịch axit axetic, thu được 6,72 lít khí (đktc). Khối lượng muối tạo thành là
A. 1,42 g
B. 0,71 g
C. 4,26 g
D. 7,1 g
Hướng dẫn giải:
Đáp án là C
Số mol H2 = 6,72 : 22,4 = 0,03 (mol)
2CH3COOH + Mg → H2 + Mg(CH3COO)2
Số mol muối = Số mol H2 = 0,03 mol ⇒ Khối lượng muối = 0,03 x 142 = 4,26 g
