Phản ứng giữa C2H5OH O2 đã trở thành một trong những quá trình quan trọng và phổ biến trong ngành hóa học, năng lượng. Sự kết hợp của C2H5OH và O2 tạo ra các sản phẩm quan trọng như nước và CO2, đồng thời giải phóng năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất, vận hành các thiết bị công nghiệp. Phản ứng C2H5OH O2 đóng góp quan trọng vào sự phát triển và tiến bộ của xã hội hiện đại.
Lý thuyết C2H5OH O2
Phương trình phản ứng điều chế axit axetic từ ancol etylic
C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O
Điều kiện phản ứng Phản ứng C2H5OH ra CH3COOH
Điều kiện khác: men giấm
Cách thực hiện phản ứng Phản ứng C2H5OH ra CH3COOH
Để sản xuất giấm ăn, người ta thường dùng phương pháp lên men dung dịch rượu etylic loãng
Thông tin thêm điều chế axit axetic
CH3COOH chính là giấm ăn, và đây cũng là phương pháp sản xuất giấm ăn bằng cách lên men dung dịch rượu etylic loãng.
Nội dung mở rộng
Etanol là gì?
Etanol hay còn được biết đến với tên gọi rượu etylic, ancol etylic, công hay rượu. Nó là một ancol mạch hở, công thức hóa học của nó là C2H6O hay C2H5OH. Nó là đồng phân nhóm chức của dimetyl ete. Etanol thường được viết tắt là EtOH (Et là etyl – C2H5).
Cấu tạo phân tử của etanol
Tính chất phổ biến của etanol
Tính chất vật lý
- Etanol là chất lỏng trong suốt, không màu, có mùi thơm nhẹ và dễ cháy. Có vị cay đặc trưng.
- Etanol nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15 oC) và tan vô hạn trong nước. Nó có thể tan trong ete và clorofom, hút ẩm, dễ cháy, khi cháy không có khói và ngọn lửa có màu xanh da trời.
- Dễ bay hơi, sôi ở nhiệt độ 78,39 o C, hóa rắn ở -114,15 oC.
Cấu trúc phân tử etanol
Tính chất hóa học
Mang đầy đủ tính chất của một ancol đơn chức
Phản ứng thế H của nhóm -OH
Tác dụng với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ
PTPƯ: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
Phản ứng thế nhóm -OH
Phản ứng với axit vô cơ
PTPƯ: C2H5-OH + H-Br → C2H5-Br + H2O
Phản ứng với axit hữu cơ (phản ứng este hóa)
Sơ đồ điều chế etylaxetat
PTPƯ: CH3COOH + C2H5-OH → CH3COOC2H5 + H2O
Lưu ý:
– Phản ứng cần được thực hiện trong môi trường axit và đun nóng.
– Phản ứng có tính thuận nghịch nên chú ý đến chiều chuyển dịch cân bằng để có phương pháp tăng hiệu suất phù hợp.
Phản ứng với ancol (điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 140oC) tạo ete
PTPƯ: C2H5-OH + H-O-C2H5 → C2H5-O-C2H5 + H2O
Phản ứng tách nhóm -OH (phản ứng tách H2O) (điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 170oC) tạo anken
PTPƯ:
– CH3-CH2-OH → CH2=CH2 + H2O
– CH3-CH2-CHOH-CH3 → H2O + CH3-CH=CH-CH3 (sản phẩm chính)
→ H2O + CH3-CH2-CH=CH2 (sản phẩm phụ)
Phản ứng oxi hóa
Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
– Đối với ancol no, đơn chức mạch hở:
CnH2n+2O + 3n/2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O
– Đối với ancol no, đa chức mạch hở:
CnH2n+2Ox + (3n+1-x)/2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O
– Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:
C2H5OH + CuO → CH3-CHO + H2O + Cu
Phản ứng riêng
– Phản ứng tạo buta 1,3 – dien cho hơi rượu đi qua chất xúc tác hỗn hợp, ví dụ Cu + Al2O3 ở 380-400 oC, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nước
2C2H5OH → CH2= CH-CH=CH2 + 2 H2O + H2
– Phản ứng lên men giấm: oxy hóa rượu etylic 10 độ bằng oxi không khí có mặt men giấm ở nhiệt độ khoảng 25oC.
CH3-CH2-OH + O2 → CH3-COOH + H2O
Ứng dụng quan trọng
- Vì điểm đóng băng thấp nên etanol được sử dụng trong các sản phẩm chống đông lạnh.
- Etanol cũng được sử dụng làm dung môi hoặc chất pha để pha vecni, dược phẩm, nước hoa,…
- Nó còn được dùng để điều chế một số hợp chất hữu cơ như axit axetic, dietyl ete, etyl axetat,…
- Cồn Etanol dùng để pha chế xăng sinh học E5, E10, thường tỉ lệ xăng > 90%.
- Etanol dùng trong công nghiệp in, công nghiệp điện tử, dệt may.
- Etanol là nguyên liệu để tạo ra đồ uống hàng ngày như: rượu, bia,…
- Etanol ứng dụng vào ngành công nghiệp thực phẩm hay còn gọi là cồn thực phẩm và có những ứng dụng sau đây:
- Etanol là một trong những nguyên liệu để tạo ra đồ uống có cồn mà hằng ngày chúng ta vẫn hay sử dụng như bia, rượu, …
- Etanol còn được dùng như nước ướp gia vị, khử mùi thực phẩm,..
- Etanol là một chất chống vi khuẩn, sát trùng. Nó được dùng để điều chế thuốc ngủ. Ở nồng độ nhất định còn là dung dịch dùng để tẩy rửa, vệ sinh các dụng cụ y tế.
Ứng dụng quan trọng
Bài tập vận dụng liên quan C2H5OH O2
Câu 1. Số đồng phân axit ứng với công thức C4H8O2 là
- 2.
- 3.
- 4.
- 6.
Đáp án A
Câu 2. Công thức chung của axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở là
- CnH2nO2.
- CnH2n+2O2.
- CnH2n+1O2.
- CnH2n-1O2.
Đáp án A
Câu 3. Dãy chất tác dụng với axit axetic là
- ZnO; Cu(OH)2; Cu; CuSO4; C2H5OH.
- CuO; Ba(OH)2; Zn; Na2CO3; C2H5OH.
- Ag; Cu(OH)2; ZnO; H2SO4; C2H5OH.
- H2SO4; Cu(OH)2; C2H5OH; C6H6; CaCO3.
Đáp án B
Câu 4. Hòa tan hoàn toàn 24 gam CuO vào dung dịch CH3COOH 10%. Khối lượng dung dịch CH3COOH cần dùng là
- 340 gam.
- 320 gam.
- 380 gam.
- 360 gam.
Đáp án D
Câu 5. Hòa tan 20 gam CaCO3 vào dung dịch CH3COOH dư. Thể tích CO2 thoát ra (đktc) là
- 3,36 lít.
- 4,48 lít.
- 5,60 lít.
- 2,24 lít.
Đáp án B
Câu 6. Dung dịch axit axetic không phản ứng được với
- Mg.
- NaOH.
- NaHCO3.
- NaNO3.
Đáp án D
- Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
- CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
- 15CH3COOH + 10NaHCO3 → 10CH3COONa + 2H2O + 20CO2
Câu 7. Cho các phản ứng sau ở điều kiện thích hợp:
(1) Lên men giấm ancol etylic.
(2) Oxi hóa không hoàn toàn anđehit axetic.
(3) Oxi hóa không hoàn toàn butan.
(4) Cho metanol tác dụng với cacbon oxit.
Trong những phản ứng trên, số phản ứng tạo axit axetic là
- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
Đáp án D
Câu 8. Dãy số gồm các chất có nhiệt độ sôi tăng dần từ trái qua phải là:
- C2H6, C2H5OH, CH3CHO, CH3COOH.
- C2H6, CH3CHO, C2H5OH, CH3COOH.
- CH3CHO, C2H6, C2H5OH, CH3COOH.
- C2H6, CH3CHO, CH3COOH, C2H5OH.
Đáp án B
Câu 9: Ứng dụng nào sau đây không phải của axit axetic?
- Pha giấm ăn
- Sản xuất dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc diệt côn trùng
- Sản xuất cồn
- Sản xuất chất dẻo, tơ nhân tạo
Đáp án C
Câu 10: Để phân biệt C2H5OH và CH3COOH, ta dùng hóa chất nào sau đây là đúng?
- Na
- Dung dịch AgNO3
- CaCO3
- Dung dịch NaCl
Đáp án C
Để phân biệt C2H5OH và CH3COOH ta dùng CaCO3
Vì CH3COOH phản ứng với CaCO3 tạo ra khí
2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
Câu 11: Cho các phản ứng sau ở điều kiện thích hợp:
(1) Lên men giấm ancol etylic
(2) Oxi hóa không hoàn toàn andehit axetic
(3) Oxi hóa không hoàn toàn Butan
(4) Cho metanol tác dụng với cacbon oxit
Trong những phản ứng trên, số phản ứng tạo ra axit axetic là?
- 1
- 2
- 3
- 4
Đáp án D
Câu 12: Yếu tố nào không làm tăng hiệu suất phản ứng este hóa giữa axit axetic và etanol?
- Dùng H2SO4 đặc làm xúc tác
- Chưng cất este tạo ra
- Tăng nồng độ axit hoặc ancol
- Lấy số mol ancol và axit bằng nhau
Đáp án D
Câu 13: Vì sao nhiệt độ sôi của axit thường cao hơn ancol tương ứng?
- Vì ancol không có liên kết hidro, axit có liên kết hidro
- Vì liên kết hidro của axit bền hơn của ancol
- Vì khối lượng phân tử của axit lớn hơn
- Vì axit có 2 nguyên tử oxi
Đáp án B
Câu 14. Thực hiện thí nghiệm sau: nhỏ từ từ dung dịch axit axetic vào cốc đựng một mẩu đá vôi. Sau phản ứng có hiện tượng gì xảy ra
- Mẩu đá vôi tan dần do axit axetic mạnh hơn axit cacbonic, không thấy có khí thoát ra.
- mẩu đó vôi tan dần do axit axetic mạnh hơn axit cacbonic, thấy có khí không màu thoát ra.
- Mẩu đá vôi tan dần, thấy có khí màu lục nhạt thoát ra.
- mẩu đá vôi không thay đổi do axit axetic yếu hơn axit cacbonic
Đáp án B
Câu 15. So sánh nhiệt độ sôi của các chất: Axit axetic (CH3COOH) , axeton (CH3COCH3), propan (CH3CH2CH3), etanol (C2H5OH)
- CH3COOH > CH3CH2CH3 > CH3COCH3 > C2H5OH
- C2H5OH > CH3COOH >CH3CH2CH3 > CH3COCH3
- CH3COOH > C2H5OH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
- C2H5OH > CH3COCH3 > CH3COOH >CH3CH2CH3
Đáp án C
Kết luận của phản ứng C2H5OH O2 là một phần quan trọng trong năng lượng và ngành công nghiệp hiện đại. Sự hợp tác giữa C2H5OH O2 tạo ra một phản ứng oxi hóa quan trọng, giải phóng năng lượng, tạo ra sản phẩm chính xác, đó là nước và CO2. Các ứng dụng của phản ứng này đa dạng, từ sử dụng nhiên liệu cho xe ô tô và máy bay, đến việc cung cấp năng lượng cho các quy trình công nghiệp quan trọng. Hy vọng các bài tập trên sẽ giúp các bạn học sinh hiểu rõ hơn về những ứng dụng quan trọng của Etanol.
Xem thêm:
