Dạng bài tập phản ứng Ester hóa
Dạng bài tập phản ứng ester hóa là một trong những nội dung quan trọng của chương trình Hóa học phổ thông, đặc biệt trong ôn thi THPT Quốc gia. Các bài tập thường xoay quanh việc viết phương trình, tính hiệu suất, khối lượng chất tham gia và sản phẩm thu được. Việc nắm vững phương pháp giải không chỉ giúp học sinh hiểu rõ bản chất phản ứng mà còn rèn luyện kỹ năng xử lý nhanh các dạng toán. Đây là nền tảng để chinh phục điểm cao trong các đề thi Hóa học.
Hướng dẫn giải dạng bài tập phản ứng ester hóa Hóa 12
A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ESTER HÓA
Phản ứng ester hóa với alcohol là phản ứng quan trọng của axit cacboxylic.
- Phương trình phản ứng tổng quát:
R(COOH)x + R’(OH)y 
\(\overset{}{\rightleftharpoons}\) Ry(COO)xyR’x + xyH2O
- Nếu axit cacboxylic và ancol tham gia phản ứng đều thuộc loại đơn chức (hay gặp) thì phản ứng có phương trình dạng:
RCOOH + R'OH \(\overset{}{\rightleftharpoons}\) RCOOH + H2O
Lưu ý: H2SO4 đặc trong phản ứng này ngoài vai trò là xúc tác của phản ứng còn làm nhiệm vụ hút nước.
- Vì phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch nên các bài toán liên quan đến phản ứng này thường gắn với yếu tố hiệu suất phản ứng.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ESTER HÓA
Phản ứng ester hóa với alcohol là phản ứng quan trọng của axit cacboxylic.
- Phương trình phản ứng tổng quát:
R(COOH)x + R’(OH)y \(\overset{}{\rightleftharpoons}\) Ry(COO)xyR’x + xyH2O
- Nếu carboxylic acid và alcohol tham gia phản ứng đều thuộc loại đơn chức (hay gặp) thì phản ứng có phương trình dạng:
RCOOH + R'OH \(\overset{}{\rightleftharpoons}\) RCOOH + H2O
Lưu ý: H2SO4 đặc trong phản ứng này ngoài vai trò là xúc tác của phản ứng còn làm nhiệm vụ hút nước.
- Vì phản ứng ester hóa là phản ứng thuận nghịch nên các bài toán liên quan đến phản ứng này thường gắn với yếu tố hiệu suất phản ứng.
Chú ý:
Với bài toán đề bài đã có sẵn số mol các acid và alcohol thì chỉ cần tính toán các thông số (hiệu suất, khối lượng ester,...) theo chất có số mol ít hơn.
Với các bài toán có cho hỗn hợp acid tác dụng với hỗn hợp alcohol thì ta phải quy trung bình về một acid và một alcohol rồi xử lý như trên. Công thức quy trung bình là:
Với các bài toán chưa biết công thức của acid và alcohol thì ta dùng kỹ thuật xếp hình để tìm ra công thức của acid và alcohol đó
C. VÍ DỤ MINH HỌA BÀI TẬP PHẢN ỨN ESTER HÓA
Ví dụ 1: Thực hiện phản ứng ester hóa 9,2g glixerol với 60g acetic acid. Giả sử chỉ thu được Glycerol triacetate có khối lượng 17,44g. Tính hiệu suất của phản ứng ester hóa:
Hướng dẫn trả lời
nglycerol = 0,1 mol
n acetic acid = 1 mol
C3H5(OH)3 + 3CH3COOH \(\overset{}{\rightleftharpoons}\)C3H5(OOCCH3)3 + 3H2O
0,1 0,3 0,1
Từ PT: mester = 0,1. 218 = 21,8g
Thực tế: mester = 17,44g
Hiệu suất:
\(H\%\text{ }=\text{ }\frac{17,44.100%}{21,8}\text{ }=\text{ }80\%\)
Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm acid HCOOH và acid CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C2H5OH (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp ester (hiệu suất của các phản ứng este hoá đều bằng 80%). Giá trị của m là:
A. 10,12
B. 6,48
C. 8,10
D. 16,20
Hướng dẫn trả lời
Đáp án B
nHCOOH = nCH3COOH = 0,05 mol
nC2H5OH = 0,125mol ⇒ Alcohol dư
Vậy hỗn hợp ester gồm:
nHCOOC2H5 = nCH3COOC2H5 = 0,05.80% = 0,04 mol
⇒ m = 6,48 gam
Ví dụ 3: Đun nóng 6,0 gam CH3COOH với 6,0 gam C2H5OH (có H2SO4 làm xúc tác, hiệu suất phản ứng ester hoá bằng 50%). Khối lượng ester tạo thành là:
A. 6,0 gam
B. 4,4 gam
C. 8,8 gam
D. 5,2 gam
Hướng dẫn trả lời
nCH3COOH = 0,1 mol
nC2H5OH = 0,13 mol
⇒ nCH3COOC2H5 = 0,1.50% = 0,05 mol
⇒ mCH3COOC2H5 = 0,05.88 = 4,4g
Ví dụ 4. Đun CH3COOH dư với 4,6 gam C2H5OH (xúc tác H2SO4 đặc), thu được 5,72 gam CH3COOC2H5. Hiệu suất của phản ứng ester hóa tính theo alcohol là:
A. 65,00% B. 50,00% C. 56,67% D. 70,00%
Hướng dẫn giải
Ví dụ 5. Hỗn hợp X gồm acid C2H5COOH và acid CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 26,8 gam hỗn hợp X tác dụng với 27,6 gam C₂H₅OH (có xúc tác H₂SO₄ đặc) thu được m gam hỗn hợp ester (hiệu suất các phản ứng ester hóa đều bằng 75%). Giá trị của m là:
A. 28,5 B. 38,0 C. 25,8 D. 26,20
Hướng dẫn giải
Và nC2H5OH = 0,6 mRCOOC2H5 = 0,4.0,75 (22 + 44 + 29) = 28,5
Ví dụ 6. Khi đun nóng 25,8 gam hỗn hợp ancol etylic và acetic acid có H2SO4 đặc làm xúc tác thu được 14,08 gam ester. Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp đó thu được 23,4 g H2O. Tìm thành phần trăm mỗi chất trong hỗn hợp đầu và hiệu suất của phản ứng ester hoá.
- 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%
Đáp án hướng dẫn
nH2O = 1,3 mol
Đặt a, b là số mol C2H5OH và CH3COOH
⇒ 46a + 60b = 25,8 (1)
và nH2O = 3a + 2b = 1,3 (2)
Từ (1) và (2) ⇒ a = 0,3mol và b = 0,2 mol
nCH3COOC2H5 = 0,16 mol
Ví dụ 7. Đun nóng acetic acid với Isoamyl alcohol (CH3)2CH-CH2-CH2OH có H2SO4 đặc làm xúc tác thu được isoamyl axetat (dầu chuối). Tính lượng dầu chuối thu được từ 132,35g acetic acid đun nóng với 200g Isoamyl alcohol. Biết hiệu suất phản ứng đạt 68%
A. 97,5g B. 195g C. 292,5g D. 159g
Đáp án hướng dẫn
(CH3)2CH-CH2-CH2OH + CH3COOH ⇄ CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O
D. BÀI TẬP LUYỆN TẬP
1. Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Đun sôi hỗn hợp gồm 9 gam acetic acid và 6,4 gam alcohol methyllic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 75%.
A. 11,1 gam B. 8,325 gam C. 13,2 gam D. 14,43 gam
Câu 2: Đun sôi hỗn hợp gồm 11,84 gam propionic acid và 8,28 gam alcohol ethylic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 85%.
A. 19,82 gam B. 15,606 gam C. 15,22 gam D. 13,872 gam
Câu 3: Đun sôi hỗn hợp gồm 4,5 gam formic acid và 3,45 gam alcohol ethylic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 60%.
A. 3,33 gam B. 3,52 gam C. 4,44 gam D. 5,47 gam
Câu 4: Đun sôi hỗn hợp gồm 13,5 gam formic acid và 6,4 gam alcohol methyllic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 95%.
A. 11,4 gam B. 15,2 gam C. 22,2 gam D. 15,67 gam
Câu 5: Đun 6,0 gam CH3COOH với C2H5OH dư (xúc tác H2SO4 đặc), thu được 6,6 gam CH3COO C2H5. Hiệu suất của phản ứng ester hóa tính theo acid là:
A. 50,00% B. 75,00% C. 85,00% D. 60,00%.
2. Câu hỏi đúng sai
3. Câu hỏi trả lời ngắn
E. ĐÁP ÁN HƯỚNG DẪN GIẢI
Chi tiết câu hỏi, đáp án hướng dẫn giải chi tiết trong FILE TẢI VỀ
