BÀI 45. AXIT CACBOXYLIC
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP
- Khái niệm: Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl -COOH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro.
Ví dụ: H-COOH, CH3COOH, …
- Phân loại:
+ Dựa vào mạch hiđrocacbon: axit no, không no, thơm.
+ Dựa vào số nhóm cacboxyl: đơn chức và đa chức.
- Danh pháp:
+ Danh pháp thay thế: axit + tên của hiđrocacbon tương ứng + oic.
+ Danh pháp thông thường : có nguồn gốc lịch sử, tùy thuộc vào từng axit.
2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Ở điều kiện thường tất cả các axit cacboxylic đều là chất lỏng hoặc chất rắn. Nhiệt độ sôi cao hơn ancol, anđehit, xeton có cùng số nguyên tử cacbon.
- Axit fomic và axit axetic tan vô hạn trong nước và độ tan của các axit giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối.
- Mỗi axit đều có vị riêng đặc trưng.
- Axit cacboxylic cũng tạo liên kết hiđro với nước.
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
- Tính axit: axit cacboxylic là axit yếu, có đầy đủ tính chất của một axit như: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối của axit yếu, kim loại hoạt động mạnh.
CH3COOH ⇄ H++CH3COO−
CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O
CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2
2CH3COOH+Zn→(CH3COO)2Zn+H2
- Phản ứng thế nhóm –OH : tác dụng với ancol tạo este.
4. ĐIỀU CHẾ
- Oxi hóa butan C4H10:
2C4H10 + 5O2 \(\xrightarrow{xt,\,{{t}^{o}}}\) 4CH3COOH + 2H2O
- Lên men giấm:
CH3CH2OH + O2 \(\xrightarrow{men\,giam}\) CH3COOH + H2O
- Oxi hóa anđehit axetic:
2 CH3CHO + O2\( \xrightarrow{xt}\) 2CH3COOH
5. ỨNG DỤNG
Có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như: làm nguyên liệu cho công nghiệp mĩ phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp hóa học,...
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Phản ứng của axit cacboxylic với kiềm
R(COOH)x + xNaOH → R(COONa)x + xH2O
1. Dựa vào tỉ lệ số mol NaOH/ mol axit ta có thể xác định được số nhóm chức trong phân tử axit:
+ Nếu tỉ lệ mol NaOH/ mol axit = 1 thì axit tham gia phản ứng là axit đơn chức.
+ Nếu tỉ lệ mol NaOH/ mol axit = n thì axit tham gia phản ứng là axit n chức.
2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì chất rắn thu được gồm muối và kiềm dư (nếu có):
mchất rắn sau phản ứng = mmuối + mkiềm dư
3. Có thể sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng trong giải toán:
mmuối - maxit phản ứng = 22.nNaOH phản ứng
2. Phản ứng của axit cacboxylic với ancol
CH3COOH + C2H5OH \( \rightleftarrows\) CH3COOC2H5 + H2O
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 210 SGK Hóa 11):
Thế nào là axit cacbonxylic? Viết công thức cấu tạo, gọi tên các axit có công thức phân tử C4H8O2.
Hướng dẫn giải:
– Định nghĩa axit cacboxylic : là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon(1) hoặc nguyên tử hiđro.
((1): Nguyên tử cacbon này có thể của gốc hiđrocacbon hoặc của nhóm -COOH khác.)
Bài 2 (trang 210 SGK Hóa 11):
Từ công thức cấu tạo, hãy giải thích tại sao axit fomic có tính chất của một anđehit.
Hướng dẫn giải:
Do phân tử có nhóm –CHO nên axit fomic có tính chất của 1 anđehit.
Bài 3 (trang 210 SGK Hóa 11):
Từ metan và các chất vô cơ cần thiết khác có thể điều chế được axit fomic, axit axetic. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải:
Bài 4 (trang 210 SGK Hóa 11):
Chất Y có công thức phân tử C4H8O2 tác dụng với NaOH tạo thành chất Z (C4H7O2Na). Vậy Y thuộc loại hợp chất nào sau đây?
A. Anđehit ; B. Axit. C. Ancol ; D. Xeton.
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
Bài 5 (trang 210 SGK Hóa 11):
Để trung hòa 150,0 gam dung dịch 7,40% của axit no, mạch hở, đơn chức X cần dùng 100,0 ml dung dịch NaOH 1,50M. Viết công thức cấu tạo và gọi tên của chất X.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức phân tử của X là CnH2n+1COOH (n ≥ 1)
nNaOH = 0,1. 1,5 = 0,15(mol)
Phương trình phản ứng:
CnH2n+1COOH + NaOH → CnH2n+1COONa + H2O
Theo phương trình: nCnH2n+1COOH = nNaOH = 0,15 (mol)
⇒ 14n + 46 = 74.
⇒ n=2 ⇒ X: C2H5COOH (axit propanoic).
Bài 6 (trang 210 SGK Hóa 11):
Trung hòa 16,60gam hỗn hợp gồm axit axetic và axit fomic bằng dung dịch natri hiđroxit thu được 23,20 gam hỗn hợp hai muối.
a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng ở dạng phân tử và ion rút gọn.
b. Xác định thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp trước và sau phản ứng.
Hướng dẫn giải:
a) Phương trình hoá học ở dạng phân tử:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O
Phương trình hoá học ở dạng ion:
CH3COOH + OH– → CH3COO– + H2O
HCOOH + OH– → HCOO– + H2O
b) Gọi số mol của axit axetic và axit fomic lần lượt là x và y (mol)
Theo đề bài ta có hệ phương trình:\(\left\{ \begin{align} & 60x+46y=16,6 \\ & 82x+68y=23,2 \\ \end{align} \right.\) Û x=0,2; y=0,1
mCH3COOH=0,2.60=12gam→%mCH3COOH=12/16,6.100%=72,3%.
→%mHCOOH=100%−72,3%=27,7%→%mHCOOH=100%−72,3%=27,7%.
mCH3COONa=0,2.82=16,4gam→%mCH3COONa=16,4/23,2.100%=70,7%.
→%mHCOONa=100%−70,7%=29,3%.
Bài 7 (trang 210 SGK Hóa 11):
Đun 12,0 gam axit axetic với một lượng dư ancol etylic ( có axit H2SO4 đặc làm xúc tác ). Đến khi dừng thí nghiệm thu được 12,3 gam este.
a. Viết phương trình hóa học của phản ứng.
b. Tính phần trăm khối lượng của axit đã tham gia phản ứng este hóa.
Hướng dẫn giải:
a) CH3COOH + C2H5OH \(\rightleftarrows\) CH3COOC2H5 + H2O
b)
nCH3COOH bđ = 12/60 = 0,2 (mol) ; n CH3COOC2H5 = 12,3/88 = 0,14 (mol)
CH3COOH + C2H5OH \(\rightleftarrows\) CH3COOC2H5 + H2O
nCH3COOH pư = nCH3COOC2H5 = 0,14 (mol)
%mCH3COOH = (0,14/0,2).100%=70%.
Gợi ý giải bài Axit cacboxylic hóa 11, lý thuyết trọng tâm, giải bài tập sách giáo khoa bài Axit cacboxylic do đội ngũ giáo viên ican trực tiếp biên soạn.