Andehit axetic, còn được gọi là axetaldehyd hay ethanal, là một hợp chất hữu cơ quan trọng với công thức hóa học CH3CHO. Nó đóng vai trò then chốt trong nhiều quá trình công nghiệp và có mặt trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về andehit axetic, bao gồm tính chất, phương pháp điều chế và các ứng dụng quan trọng.
Andehit Axetic Là Gì?
Andehit axetic là một aldehyd đơn giản nhất sau formaldehyd. Nó là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, có mùi hăng đặc trưng và tan tốt trong nước. Do tính chất hóa học đặc biệt, andehit axetic là một chất trung gian quan trọng trong nhiều quá trình tổng hợp hữu cơ.
Công Thức Cấu Tạo Của Andehit Axetic
Công thức cấu tạo của andehit axetic là CH3-CHO, trong đó nhóm chức aldehyd (-CHO) liên kết trực tiếp với nhóm methyl (CH3). Cấu trúc này quyết định các tính chất hóa học đặc trưng của nó.
Tính Chất Lý Hóa Của Andehit Axetic
Tính Chất Vật Lý
- Trạng thái: Chất lỏng không màu.
- Mùi: Hăng, đặc trưng.
- Độ tan: Tan vô hạn trong nước và nhiều dung môi hữu cơ.
- Nhiệt độ sôi: 20.2 °C.
- Tính chất khác: Dễ bay hơi và tạo hỗn hợp nổ với không khí ở nồng độ 4-57%.
Tính Chất Hóa Học
Andehit axetic thể hiện đầy đủ các tính chất hóa học của một aldehyd, bao gồm:
-
Phản ứng oxy hóa: Dễ bị oxy hóa thành axit axetic.
CH3CHO + ½ O2 → CH3COOH (xúc tác Mn2+, nhiệt độ)
-
Phản ứng khử: Bị khử thành ethanol.
CH3CHO + H2 → CH3CH2OH (xúc tác Ni, nhiệt độ)
-
Phản ứng cộng: Cộng với các tác nhân như HCN, NaHSO3.
-
Phản ứng tráng bạc (phản ứng Tollens): Phản ứng đặc trưng để nhận biết aldehyd.
CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
-
Phản ứng với Cu(OH)2: Tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O.
CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH3COONa + Cu2O + 3H2O
Điều Chế Andehit Axetic
Trong công nghiệp, andehit axetic được điều chế chủ yếu bằng các phương pháp sau:
-
Oxy hóa trực tiếp etylen (quá trình Wacker):
2CH2=CH2 + O2 → 2CH3CHO (xúc tác PdCl2, CuCl2)
-
Oxy hóa ethanol:
CH3CH2OH + ½ O2 → CH3CHO + H2O (xúc tác Ag hoặc Cu, nhiệt độ cao)
-
Hydrat hóa axetilen:
C2H2 + H2O → CH3CHO (xúc tác HgSO4, H2SO4)
Ứng Dụng Của Andehit Axetic
Andehit axetic có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau:
-
Sản xuất axit axetic: Đây là ứng dụng quan trọng nhất, andehit axetic được oxy hóa để tạo thành axit axetic, một hóa chất công nghiệp quan trọng.
-
Sản xuất nhựa và polyme: Andehit axetic là monome để sản xuất nhựa nhiệt rắn như nhựa phenol-formaldehyd và nhựa urea-formaldehyd.
-
Sản xuất cao su: Được sử dụng trong sản xuất một số loại cao su tổng hợp.
-
Sản xuất hóa chất khác: Andehit axetic là nguyên liệu để tổng hợp nhiều hóa chất hữu cơ khác như pyridin, crotonaldehyd, và các dẫn xuất khác.
-
Trong công nghiệp thực phẩm: Được sử dụng như một chất tạo hương trong một số sản phẩm thực phẩm. Tuy nhiên, cần tuân thủ các quy định về an toàn thực phẩm.
Lưu Ý Khi Sử Dụng Andehit Axetic
Andehit axetic là một chất độc hại và dễ cháy. Cần tuân thủ các biện pháp an toàn sau khi làm việc với chất này:
- Thông gió tốt: Làm việc trong môi trường có hệ thống thông gió tốt để tránh hít phải hơi andehit axetic.
- Trang bị bảo hộ: Sử dụng quần áo bảo hộ, găng tay và kính bảo hộ để tránh tiếp xúc trực tiếp với da và mắt.
- Tránh xa nguồn nhiệt và lửa: Andehit axetic dễ cháy, cần tránh xa các nguồn nhiệt, tia lửa và ngọn lửa.
- Lưu trữ đúng cách: Lưu trữ trong các thùng chứa kín, ở nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh nắng trực tiếp.
Bài Tập Vận Dụng
Bài 1: Cho 10,8 gam andehit axetic phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam Ag. Tính giá trị của m.
Giải:
nCH3CHO = 10,8/44 = 0,245 mol
CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
nAg = 2 nCH3CHO = 2 0,245 = 0,49 mol
mAg = 0,49 * 108 = 52,92 gam
Bài 2: Oxi hóa 4 gam CH3CH2OH bằng CuO, thu được 5,6 gam hỗn hợp X gồm CH3CHO, CH3CH2OH dư và H2O. Cho toàn bộ X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, đun nóng, sau phản ứng hoàn toàn thu được m gam Ag. Tính m.
Giải:
nC2H5OH ban đầu = 4/46 = 0,087 mol
mO (trong CH3CHO và H2O) = mX – mC2H5OH ban đầu = 5,6 – 4 = 1,6 gam
nO = 1,6/16 = 0,1 mol
Vì mỗi mol C2H5OH tạo ra 1 mol CH3CHO và 1 mol H2O, nên nCH3CHO = nH2O = nO = 0,1 mol
CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3
nAg = 2 nCH3CHO = 2 0,1 = 0,2 mol
mAg = 0,2 * 108 = 21,6 gam
Kết Luận
Andehit axetic là một hợp chất hóa học quan trọng với nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Việc hiểu rõ về tính chất, phương pháp điều chế và ứng dụng của andehit axetic là rất cần thiết cho các nhà hóa học, kỹ sư và những người làm việc trong các ngành công nghiệp liên quan. Đồng thời, cần tuân thủ các biện pháp an toàn khi làm việc với chất này để đảm bảo an toàn cho sức khỏe và môi trường.
