Câu 3: Trang 48 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hình trong sách giáo khoa mô tả dụng cụ điều chế este trong phòng thí nghiệm. Cho vào bình cầu 10 ml axit axetic (khối lượng riêng 1,05 g/ml), sau đó thêm vào 10 ml rượu etylic (khối lượng riêng 0,78 g/ml) và 2 ml axit sunfuric đặc. Đun sôi hỗn hợp một thời gian. Este cùng các chất dễ bay hơi được ngưng tụ trong bình tam giác (hỗn hợp X).
Thêm từ từ một ít dung dịch Natri hidrocacbonat ($NaHCO_3$) bão hòa vào chất lỏng thu được ở bình tam giác đến khi hết bọ khí. Thấy chất lỏng tách thành hai lớp.
a) Giải thích hiện tượng thí nghiệm.
b) Tính khối lượng của este tối đa thu được trong thí nghiệm trên.
Bài Làm:
a) Khi đun sôi hỗn hợp thì xảy ra phản ứng este hóa. PTHH
$CH_3COOH + C_2H_5OH \overset{xt}{\rightarrow } CH_3COOC_2H_5 + H_2O$
Khối lượng axit axetic là: $m_{axit} = 10\times 1,05 = 10,5$ (gam).
Số mol axit axetic ban đầu là: $n_{axit} = \frac{10,5}{60} = 0,175$ mol.
Khối lượng rượu là: $m_{etylic} = 10\times 0,78 = 7,8$ (gam).
Số mol etylic ban đầu là: $n_{etylic} = \frac{0,78}{46} = \frac{39}{230}$ mol.
Vậy, axit dư. Dung dịch X gồm có: axit axetic (dư), este, nước
Khi cho $NaHCO_3$ vào X, thì có axit axetic tác dụng với $NaHCO_3$, PTHH:
$CH_3COONa + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_3$
b) Theo phương trình hóa học, để este thu được là tối đa thì rượu etylic phản ứng hết.
Theo PTHH: $n_{este} = n_{etylic} = \frac{39}{230}$ (mol).
Vậy lượng este tối đa thu được là: $m_{este} = \frac{39}{230} \times 90 = 15,3$ (gam)