Phương trình hóa học CH3COOCH=CH2 biến đổi thành CH3CHO - Vinyl axetat cộng với NaOH

Buzz

Nội dung bài viết

1. Phản ứng hóa học

2. Điều kiện phản ứng

3. Cách thực hiện phản ứng

4. Cách nhận diện phản ứng

5. Ứng dụng của phản ứng

6. Bài tập áp dụng liên quan

Xem thêm

CH3COOCH=CH2 chuyển hóa thành CH3CHO - Vinyl axetat kết hợp với NaOH là một phản ứng hóa học quan trọng, thường xuyên xuất hiện trong quá trình học hóa học. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.

1. Phản ứng hóa học

Thủy phân vinyl trong môi trường kiềm là phản ứng xà phòng hóa. Phản ứng này diễn ra theo cơ chế sau:

Bước 1: Vinyl axetat phản ứng với ion OH- để tạo thành anion CH3COO-

CH3COOCH=CH2 cộng với OH- dẫn đến sự hình thành CH3COO- và CH=CH2

Bước 2: Anion CH3COO- phản ứng với nước để tạo ra axit axetic.

CH3COO- cộng với H2O tạo ra CH3COOH và OH-

Bước 3: Ion OH- tiếp tục phản ứng với vinyl axetat để sinh ra CH3CHO.

CH3COOH và OH- phản ứng tạo thành CH3CHO và H2O

Phương trình tổng quát: CH3COOCH=CH2 + 2NaOH → CH3CHO + CH3COONa + H2O

Phản ứng này mô tả vinyl axetat phản ứng với 2 phân tử NaOH để tạo ra CH3CHO (axit axetic), CH3COONa (natri axetat) và H2O.

2. Điều kiện phản ứng

Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat là phản ứng thuận nghịch, có thể diễn ra theo cả hai chiều. Để phản ứng theo chiều thuận, cần cung cấp năng lượng kích thích như nhiệt hoặc ánh sáng.

Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat cũng có thể được xúc tác bằng axit hoặc bazơ. Tuy nhiên, trong điều kiện thường, phản ứng xảy ra chậm; do đó, thường dùng dung dịch NaOH để tăng tốc độ phản ứng.

Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thuỷ phân vinyl axetat. Khi nhiệt độ tăng, phản ứng diễn ra nhanh hơn vì các phân tử có nhiều năng lượng chuyển động hơn, dẫn đến sự va chạm và phản ứng gia tăng.

Trong điều kiện bình thường, phản ứng thuỷ phân vinyl axetat diễn ra chậm. Để tăng tốc độ phản ứng, thường cần đun nóng dung dịch phản ứng lên khoảng 50 - 60 độ C.

Chất xúc tác

Chất xúc tác là một chất không tham gia vào phản ứng hóa học nhưng có khả năng tăng tốc độ phản ứng. Trong phản ứng thuỷ phân vinyl axetat, các chất xúc tác như axit hoặc bazơ có thể làm gia tăng tốc độ phản ứng.

Trong điều kiện bình thường, phản ứng thuỷ phân vinyl axetat diễn ra chậm. Để đẩy nhanh phản ứng, thường dùng dung dịch NaOH làm chất xúc tác. NaOH, một bazơ mạnh, phản ứng với vinyl axetat tạo ra anđehit axetic và muối natri axetat.

Chất lượng của nguyên liệu

Chất lượng của nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thuỷ phân vinyl axetat. Vinyl axetat có độ tinh khiết cao sẽ phản ứng nhanh hơn so với vinyl axetat có độ tinh khiết thấp.

Nồng độ cao của dung dịch NaOH cũng giúp tăng tốc độ phản ứng thuỷ phân vinyl axetat.

3. Cách thực hiện phản ứng

Để thực hiện phản ứng thuỷ phân vinyl axetat, cần chuẩn bị các dụng cụ và hoá chất sau đây:

+ Dụng cụ: bình tam giác, ống dẫn khí, bông, phễu.

+ Hoá chất: Vinyl axetat, dung dịch NaOH 10%, nước cất.

Cách thực hiện:

+ Bước 1: Đổ 5ml vinyl axetat vào bình tam giác và thêm 10ml dung dịch NaOH 10% vào bình. Lượng vinyl axetat và dung dịch NaOH cần phải được tính toán dựa trên khối lượng sản phẩm mong muốn.

+ Bước 2: Gắn ống dẫn khí vào bình tam giác. Ống dẫn khí giúp dẫn hơi anđehit axetic ra ngoài, ngăn không cho phản ứng bị thiếu vinyl axetat.

+ Bước 3: Đậy kín bình và để yên cho phản ứng tiếp tục. Vì phản ứng thuỷ phân vinyl axetat là phản ứng thuận nghịch, việc đậy kín bình giúp giữ hơi anđehit axetic trong bình, thúc đẩy phản ứng theo chiều thuận.

+ Bước 4: Sau một thời gian, phản ứng sẽ đạt trạng thái cân bằng. Lúc này, bạn có thể thu được sản phẩm. Trạng thái cân bằng là khi tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch cân bằng nhau, lượng sản phẩm không thay đổi.

+ Bước 5: Thu thập sản phẩm anđehit axetic dưới dạng lỏng.

Lưu ý:

+ Trong quá trình thực hiện phản ứng, cần lưu ý hiện tượng tỏa nhiệt vì phản ứng thuỷ phân vinyl axetat là phản ứng tỏa nhiệt. Vì vậy, hãy thực hiện phản ứng ở nơi thông thoáng để giảm bớt nhiệt độ.

+ Sau khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, hãy thu sản phẩm càng nhanh càng tốt. Nếu để lâu, lượng anđehit axetic trong sản phẩm sẽ giảm dần.

4. Cách nhận diện phản ứng

Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat là phản ứng thuận nghịch. Khi phản ứng theo chiều thuận, sẽ tạo ra anđehit axetic, có mùi thơm đặc trưng khác biệt với mùi của vinyl axetat. Do đó, mùi thơm của anđehit axetic là dấu hiệu nhận diện phản ứng.

Ngoài ra, có thể áp dụng phương pháp phân tích định lượng để xác định chính xác lượng anđehit axetic được sản xuất trong phản ứng.

5. Ứng dụng của phản ứng

Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat có nhiều ứng dụng thực tiễn, bao gồm:

Sản xuất anđehit axetic

Anđehit axetic là chất lỏng với mùi thơm đặc trưng, được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất sơn, nhựa, chất dẻo, và chất bảo quản thực phẩm.

Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat là phương pháp quan trọng để sản xuất anđehit axetic.

Sản xuất nhựa vinyl axetat

Nhựa vinyl axetat là loại nhựa dẻo với nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, độ bền cao, và khả năng cách điện.

Nhựa vinyl axetat được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm sản xuất đồ gia dụng, bao bì, và đồ chơi.

Sản xuất chất dẻo

Chất dẻo là vật liệu có khả năng biến dạng khi chịu lực. Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat có thể được dùng để chế tạo các loại chất dẻo như Polyvinyl axetat (PVAc) và Ethylene vinyl acetate (EVA).

PVAc và EVA là các loại chất dẻo được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất sơn, keo dán, và vật liệu xây dựng.

Sản xuất sơn

Sơn là chất phủ dùng để bảo vệ và trang trí các bề mặt. Phản ứng thuỷ phân vinyl axetat có thể được ứng dụng trong sản xuất nhiều loại sơn, bao gồm sơn dầu, sơn nước, và các loại khác.

Ngoài các ứng dụng trên, phản ứng thuỷ phân vinyl axetat còn có những ứng dụng khác như:

Sản xuất chất phụ gia thực phẩm

Chế tạo dược phẩm

Chế biến chất tẩy rửa

6. Bài tập áp dụng liên quan

Câu 1: Cho 10ml dung dịch vinyl axetat 1M phản ứng với dung dịch NaOH 1M dư. Tính khối lượng anđehit axetic tạo thành.

Giải pháp:

Trước khi phản ứng, số mol của CH3COOH=CH2 là 10/1000 = 0,01 mol

Sau phản ứng, số mol của CH3CHO là n(CH3COOH = CH2) = 0,01 mol. Khối lượng của nó là 0,01 * 44 = 0,44 gam

Do đó, khối lượng anđehit axetic thu được là 0,44 gam.

Câu 2: Cho 100ml dung dịch vinyl axetat 0,1M phản ứng với dung dịch NaOH 0,2M dư. Xác định khối lượng muối natri axetat tạo thành.

Giải pháp:

Trước khi xảy ra phản ứng, số mol của CH3COOH=CH2 là 0,01 * 100 = 1 ml

Sau phản ứng, số mol của CH3COONa là gấp đôi số mol của CH3COOCH=CH2, tức là 2 * 0,01 * 82 = 1,64 gam

Vì vậy, khối lượng muối natri axetat thu được là 1,64 gam.

Câu 3: Cho 10 ml dung dịch vinyl axetat 1M phản ứng với dung dịch NaOH 0,5M. Tính giá trị pH của dung dịch sau phản ứng.

Giải pháp:

Theo phương trình phản ứng: CH3COOCH + NaOH → CH3COONa + CH3CHO

Do NaOH còn dư, dung dịch sau phản ứng chứa NaOH dư và CH3COONa. NaOH là bazơ mạnh, trong khi CH3COONa là muối của axit yếu, vì vậy dung dịch sau phản ứng có tính bazơ. Để xác định pH của dung dịch sau phản ứng, ta cần tính nồng độ mol của NaOH dư.

Dung tích dung dịch vinyl axetat ban đầu là 10 ml, với nồng độ mol 1M, số mol của vinyl axetat là: n (CH3COOCH=CH2) = c * V = 1 * 0,01 = 0,01 mol

Theo phương trình phản ứng, mỗi mol vinyl axetat phản ứng với 1 mol NaOH để tạo ra 1 mol CH3COONa. Do đó, số mol NaOH phản ứng bằng số mol vinyl axetat ban đầu, là 0,01 mol.

Dung tích dung dịch NaOH là 100ml, với nồng độ mol 0,5M, số mol NaOH ban đầu là: n (NaOH) = c * V = 0,5 * 0,1 = 0,05 mol

Số mol NaOH còn lại sau phản ứng là: n (NaOH) dư = n (NaOH) - n (NaOH) đã phản ứng = 0,05 - 0,01 = 0,04 mol

Nồng độ mol của NaOH còn lại là: c (NaOH) dư = n (NaOH) dư / V = 0,04 / 0,1 = 0,4 M

Vì vậy, pH của dung dịch sau khi phản ứng sẽ là:

pH = 14 - pOH

pOH = - log[OH-]

Nồng độ [OH-] = c (NaOH) dư = 0,4 M

pOH = -log(0,4) = -0,301

pH = 14 - pOH = 14 - (-0,301) = 14,301

Kết quả: pH của dung dịch sau khi phản ứng là 14,301.

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Phản ứng thủy phân vinyl axetat xảy ra theo cơ chế nào?

Phản ứng thủy phân vinyl axetat diễn ra qua ba bước chính: đầu tiên, vinyl axetat phản ứng với ion OH- tạo anion CH3COO-; tiếp theo, anion này tương tác với nước sinh ra axit axetic; cuối cùng, ion OH- tiếp tục phản ứng để tạo ra anđehit axetic.

Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân vinyl axetat không?

Có, nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng. Khi nhiệt độ tăng lên, các phân tử chuyển động nhanh hơn, tăng cường va chạm và dẫn đến sự gia tăng tốc độ phản ứng thủy phân vinyl axetat.

Chất xúc tác nào thường được sử dụng trong phản ứng này?

Chất xúc tác thường được sử dụng trong phản ứng thủy phân vinyl axetat là dung dịch NaOH, một bazơ mạnh, giúp tăng tốc độ phản ứng mà không tham gia vào quá trình hóa học.

Sản phẩm của phản ứng thủy phân vinyl axetat là gì?

Sản phẩm chính của phản ứng thủy phân vinyl axetat là anđehit axetic và muối natri axetat. Anđehit axetic có mùi thơm đặc trưng, trong khi muối natri axetat có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp.

Có thể nhận diện phản ứng thủy phân vinyl axetat bằng cách nào?

Có, phản ứng thủy phân vinyl axetat có thể nhận diện qua mùi thơm đặc trưng của anđehit axetic sinh ra. Ngoài ra, phương pháp phân tích định lượng cũng có thể được áp dụng để xác định lượng sản phẩm.

Quy trình thực hiện phản ứng thủy phân vinyl axetat gồm những bước nào?

Quy trình thực hiện bao gồm các bước: chuẩn bị hóa chất và dụng cụ, kết hợp vinyl axetat với NaOH, gắn ống dẫn khí, đậy kín bình để thúc đẩy phản ứng, và thu thập sản phẩm anđehit axetic sau khi đạt trạng thái cân bằng.