KHTN9-CTST | Bài 25. Acetic acid | Thầy Hiếu Bụng Bự

MỤC TIÊU

- Quan sát mô hình hoặc hình vẽ, viết được công thức phân tử, công thức cấu tạo; nêu được đặc điểm cấu tạo của acetic acid.
- Quan sát mẫu vật hoặc hình ảnh, trình bày được một số tính chất vật lí của acetic acid: trạng thái, màu sắc, mùi vị, tính tan, khối lượng riêng, nhiệt độ sôi.
- Trình bày được phương pháp điều chế acetic acid bằng cách lên men ethylic alcohol.
- Trình bày được tính chất hoá học của acetic acid: phản ứng với quỳ tím, đá vôi, kim loại, oxide kim loại, base, phản ứng cháy, phản ứng ester hoá. Viết được các phương trình hoá học xảy ra.
- Tiến hành được (hoặc quan sát qua video) thí nghiệm của acetic acid (phản ứng với quỳ tím, đá vôi, kim loại, oxide kim loại, base, phản ứng cháy, phản ứng ester hoá), nhận xét, rút ra được tính chất hoá học cơ bản của acetic acid.
- Nêu được phản ứng giữa ethylich alcohol và acetic acid tạo ester thuộc phản ứng ester hoá.
- Trình bày được ứng dụng của acetic acid (làm nguyên liệu, làm giấm).

TÓM TẮT KIẾN THỨC

Khởi động
Giấm ăn là dung dịch acetic acid có nồng độ khoảng 2% – 5%, thường được dùng làm gia vị trong nhiều món ăn và còn nhiều ứng dụng khác.
Acetic acid có cấu tạo như thế nào? Hợp chất này có tính chất và ứng dụng gì trong đời sống?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất của các acid đã học trong khoa học tự nhiên 8.
❖ Lời giải chi tiết:
- Công thức cấu tạo của acetic acid là:

- Tính chất vật lí: Acetic acid là chất lỏng, không màu, vị chua, mùi đặc trưng, sôi ở 118 °C, nặng hơn nước, tan vô hạn trong nước.
- Tính chất hóa học của acetic acid:
+ Có tính chất chung của một acid: làm đổi màu quỳ tím, phản ứng với một số kim loại, oxide base, base, muối carbonate, …
+ Phản ứng với ethylic alcohol tạo ester.
- Ứng dụng: Acetic acid được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, chất dẻo, …

1. CÔNG THỨC PHÂN TỬ, CÔNG THỨC CẤU TẠO CỦA ACETIC ACID

➲ Mô tả đặc điểm cấu tạo của acetic acid

- Acetic acid là hợp chất hữu cơ, có công thức phân tử là C₂H₄O₂.
- Nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử acetic acid sắp xếp theo trật tự sau:

Thảo luận
Câu hỏi 1. Quan sát Hình 25.1, hãy nêu nhận xét về công thức cấu tạo của acetic acid.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào hình 25.1.
❖ Lời giải chi tiết:
Trong phân tử acetic acid có nhóm –COOH.

✍ Ghi nhớ
- Acetic acid có:
+ Công thức phân tử C₂H₄O₂.
+ Công thức cấu tạo thu gọn CH₃COOH.
- Đặc điểm công thức cấu tạo: Có một nhóm –COOH liên kết với nhóm –CH₃.

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA ACETIC ACID

➲ Tìm hiểu tính chất vật lí của acetic acid

- Cho một ít acetic acid vào ống nghiệm rồi quan sát sẽ thấy acetic acid là chất lỏng, không màu. Khi cho acetic acid vào nước với lượng bất kì, ta luôn thu được hỗn hợp đồng nhất.
- Bằng thực nghiệm đã xác định được nhiệt độ sôi của acetic acid cao hơn nhiệt độ sôi của ethylic alcohol và khối lượng riêng của acetic acid là 1,045 g/mL.

Thảo luận
Câu hỏi 2. Theo em, những thông tin nào cho biết acetic acid nặng hơn nước và tan vô hạn trong nước.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất vật lí của acetic acid.
❖ Lời giải chi tiết:
- Khối lượng riêng của acetic acid là 1,045 g/mL > khối lượng riêng của nước (1 g/mL) nên acetic acid nặng hơn nước.
- Khi cho acetic acid vào nước với lượng bất kì, ta luôn thu được hỗn hợp đồng nhất nên acetic acid tan vô hạn trong nước.

✍ Ghi nhớ
Acetic acid là chất lỏng, không màu, vị chua, mùi đặc trưng, sôi ở 118 °C, nặng hơn nước, tan vô hạn trong nước.

3. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA ACETIC ACID

➲ 3.1. Thí nghiệm phản ứng với quỳ tím của acetic acid

Thí nghiệm 1: Phản ứng với quỳ tím
- Dụng cụ và hoá chất: đĩa thuỷ tinh, ống hút nhỏ giọt, giấy quỳ tím, dung dịch acetic acid.
- Tiến hành thí nghiệm: Đặt mẩu giấy quỳ tím lên đĩa thuỷ tinh. Sau đó dùng ống hút nhỏ giọt, Dung dịch acetic acid nhỏ vài giọt dung dịch CH₃COOH lên mẩu giấy làm đổi màu giấy quỳ tím quỳ tím.

Thảo luận
Câu hỏi 3. Quan sát Hình 25.3, em hãy giải thích hiện tượng của Thí nghiệm 1.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào hình 25.3.
❖ Lời giải chi tiết:
- Hiện tượng: Khi nhỏ dung dịch acetic acid lên mẩu giấy quỳ tím thấy quỳ tím chuyển sang màu hồng.
- Giải thích: Do acetic acid có tính acid yếu.

Củng cố kiến thức
Hãy trình bày cách phân biệt 3 dung dịch riêng biệt sau: acetic acid, ethylic alcohol, sodium hydroxide.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hóa học của 3 dung dịch.
❖ Lời giải chi tiết:
Sử dụng quỳ tím để phân biệt 3 dung dịch:
- Acetic acid làm quỳ tím chuyển sang màu hồng đỏ.
- Sodium hydroxide làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.
- Ethylic alcohol không làm quỳ tím chuyển màu.

➲ 3.2. Thí nghiệm phản ứng của acetic acid với đá vôi, kẽm, copper(II) oxide, sodium hydroxide và phản ứng cháy

Thí nghiệm 2: Acetic acid phản ứng với đá vôi (thành phần chính là CaCO,), kẽm (Zn), copper(II) oxide (CuO), sodium hydroxide (NaOH)
- Dụng cụ và hoá chất: ống nghiệm, giá đỡ ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, cốc thuỷ tinh, dung dịch CH₃COOH 1 M, đá vôi, kẽm viên, bột copper(II) oxide, dung dịch NaOH 1 M, phenolphthalein.
- Tiến hành thí nghiệm: Dùng ống hút nhỏ giọt lấy dung dịch acetic acid và cho từ từ lần lượt vào mỗi ống nghiệm có chứa sẵn gồm:
+ Ống 1: đựng đá vôi đập nhỏ (khoảng 1 gam).
+ Ống 2: đựng kẽm (vài viên nhỏ).
+ Ống 3: đựng bột copper(II) oxide (khoảng 1/3 thìa thuỷ tinh), sau đó đun nóng nhẹ ống nghiệm.
+ Ống 4: đựng dung dịch sodium hydroxide (khoảng 3 mL) có pha vài giọt phenolphthalein.
- Các phương trình hoá học:
+ Ống 1: CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + CO₂↑ +H₂O
+ Ống 2: 2 CH₃COOH + Zn → (CH₃COO)₂Zn + H₂↑
+ Ống 3: 2 CH₃COOH + CuO → (CH₃COO)₂Cu + H₂O
+ Ống 4: CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
- Ngoài các phản ứng ở Thí nghiệm 2, acetic acid còn có phản ứng với oxygen ở nhiệt độ thích hợp tạo ra khí carbon dioxide và nước (phản ứng cháy).

Thảo luận
Câu hỏi 4. Tiến hành Thí nghiệm 2 và nêu hiện tượng xảy ra trong mỗi ống nghiệm.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào thí nghiệm 2.
❖ Lời giải chi tiết:
Hiện tượng:
- Ống 1: đá vôi tan ra, có khí thoát ra.
- Ống 2: viên kẽm tan dần, xuất hiện bọt khí.
- Ống 3: bột CuO tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh.
- Ống 4: màu hồng của dung dịch chuyển sang không màu.

Thảo luận
Câu hỏi 5. Viết phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy acetic acid.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hóa học của acetic acid.
❖ Lời giải chi tiết:
CH₃COOH + 2 O₂ $\overset{t°}{\to}$ 2 CO₂ + 2 H₃O

Củng cố kiến thức
Viết các phương trình hoá học xảy ra khi cho acetic acid lần lượt tác dụng với barium carbonate, magnesium, zinc oxide, calcium hydroxide.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất hóa học của acetic acid.
❖ Lời giải chi tiết:
- Acetic acid tác dụng với barium carbonate.

2 CH₃COOH + BaCO₃ → (CH₃COO)₂Ba + CO₂ ↑ + H₂O

- Acetic acid tác dụng với magnesium.

2 CH₃COOH + Mg → (CH₃COO)₂Mg + H₂ ↑

- Acetic acid tác dụng với zinc oxide.

2 CH₃COOH + ZnO → (CH₃COO)₂Zn + H₂O

- Acetic acid tác dụng vớicalcium hydroxide.

2 CH₃COOH + Ca(OH)₂ → (CH₃COO)₂Ca + 2 H₂O

➲ 3.3. Thí nghiệm phản ứng ester hoá

Thí nghiệm 3: Acetic acid phản ứng với ethylic alcohol
- Dụng cụ và hoá chất: ống nghiệm, giá đỡ ống nghiệm, ống dẫn khí chữ L, cốc thuỷ tinh, acetic acid, ethylic alcohol, dung dịch sulfuric acid đặc.
- Tiến hành thí nghiệm: Cho khoảng 2 mL dung dịch acetic acid và 2 mL ethylic alcohol vào ống nghiệm (A) rồi thêm tiếp vài giọt dung dịch sulfuric acid đặc làm xúc tác. Tiến hành lắp các dụng cụ thí nghiệm như Hình 25.5.
- Đun nhẹ ống nghiệm (không đun sôi, khoảng 5 phút).
- Phương trình hoá học:

$C_{2}H_{5}OH\,\,+\,\,CH_{3}COOH\,\,\, {\overset{H_{2}SO_{4}\,\, đặc,\,\,t^{o}}{\rightleftharpoons}} \,\,\,CH_{3}COOC_{2}H_{5}\,\,+\,\,H_{2}O$

- Phản ứng giữa acetic acid với ethylic alcohol ở nhiệt độ thích hợp, có H₂SO₄ đặc làm xúc tác tạo thành ester (ethyl acetate), được gọi là phản ứng ester hoá.

Thảo luận
Câu hỏi 6. Tên gọi của phản ứng ở Thí nghiệm 3 là gì? Cho biết tên gọi chung của sản phẩm.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào thí nghiệm 3.
❖ Lời giải chi tiết:
- Tên gọi của phản ứng ở Thí nghiệm 3 là phản ứng ester hóa.
- Sản phẩm của phản ứng ester hóa là ester và nước.

✍ Ghi nhớ
Tính chất hoá học của acetic acid:
• Có tính chất chung của một acid: làm đổi màu quỳ tím, phản ứng với một số kim loại, oxide base, base, muối carbonate, ...
• Phản ứng với ethylic alcohol tạo ester.

4. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ACETIC ACID

➲ 4.1. Tìm hiểu phản ứng điều chế acetic acid

Dung dịch ethylic alcohol loãng phản ứng với oxygen có men giấm làm xúc tác sẽ thu được giấm (chứa khoảng 2% – 5% acetic acid). Phương trình hoá học chuyển hoá ethylic alcohol thành acetic acid:

C₂H₅OH + O₂ $\overset{men giấm}{\to}$ CH₃COOH + H₂O

➲ 4.2. Trình bày ứng dụng của acetic acid

Từ acetic acid, người ta có thể tạo ra một số sản phẩm như: giấm ăn, chất dẻo, tơ nhân tạo, dược phẩm, ...

Thảo luận
Câu hỏi 7. Hãy cho biết để tạo ra giấm ăn từ ethylic alcohol thì cần phải có những nguyên liệu nào?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp điều chế và ứng dụng của acetic acid.
❖ Lời giải chi tiết:
- Nguyên liệu: dung dịch ethylic alcohol, oxygen, men giấm.
- Phương trình hóa học:

C₂H₅OH + O₂ $\overset{men giấm}{\to}$ CH₃COOH + H₂O

Thảo luận
Câu hỏi 8. Tìm hiểu thông tin, em hãy cho biết một số ứng dụng của acetic acid trong đời sống.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của acetic acid.
❖ Lời giải chi tiết:
Từ acetic acid có thể tạo ra một số sản phẩm như giấm ăn, chất dẻo, tơ nhân tạo, dược phẩm, …

Mở rộng
Giấm được xem là một loại gia vị trong chế biến thực phẩm, ... Từ thực tế trong đời sống, em hãy cho biết thêm một số ứng dụng khác của giấm.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của giấm ăn.
❖ Lời giải chi tiết:
Một số ứng dụng khác của giấm như dùng để khử mùi tanh của cá, muối chua rau quả để lưu trữ và bảo quản lâu hơn, dùng để sát trùng nhẹ, …

✍ Ghi nhớ
• Acetic acid có thể được điều chế từ ethylic alcohol bằng phản ứng lên men giấm.
• Acetic acid được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, chất dẻo, ...

BÀI TẬP

Đang cập nhật

KHTN9-CTST | Bài 25. Acetic acid