Bài viết này sẽ trình bày chi tiết cách tính hiệu suất phản ứng este hóa khi Cho 45g Axit Axetic tác dụng với ancol etylic, tạo ra etyl axetat. Chúng ta sẽ đi sâu vào phương trình phản ứng, cách xác định chất hết, chất dư, và cuối cùng là tính hiệu suất phản ứng một cách chính xác.
Cho 45 gam axit axetic phản ứng với 69 gam ancol etylic (xúc tác H2SO4 đặc), đun nóng, thu được 41,25 gam etyl axetat. Vậy hiệu suất của phản ứng este hoá là bao nhiêu?
Lời giải chi tiết:
Phản ứng este hóa xảy ra như sau:
CH3COOH + C2H5OH ⇄ CH3COOC2H5 + H2O
(Axit axetic) + (Ancol etylic) ⇄ (Etyl axetat) + (Nước)
Ở đây, hình ảnh minh họa phản ứng este hóa, một phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ, tạo ra este từ axit cacboxylic và ancol.
Bước 1: Tính số mol các chất ban đầu
- Số mol axit axetic (CH3COOH): n(axit) = 45g / 60 g/mol = 0.75 mol
- Số mol ancol etylic (C2H5OH): n(ancol) = 69g / 46 g/mol = 1.5 mol
- Số mol etyl axetat (CH3COOC2H5) thực tế thu được: n(este) = 41.25g / 88 g/mol = 0.46875 mol
Bước 2: Xác định chất hết và chất dư
Dựa vào phương trình phản ứng, tỉ lệ mol giữa axit axetic và ancol etylic là 1:1. Ta thấy số mol ancol etylic (1.5 mol) lớn hơn nhiều so với số mol axit axetic (0.75 mol). Do đó, axit axetic là chất hết, còn ancol etylic là chất dư. Hiệu suất phản ứng sẽ được tính theo lượng axit axetic.
Bước 3: Tính hiệu suất phản ứng
Theo phương trình phản ứng, số mol axit axetic phản ứng bằng số mol etyl axetat tạo thành.
Vậy, số mol axit axetic đã phản ứng = số mol etyl axetat = 0.46875 mol
Hiệu suất phản ứng (H) được tính như sau:
H = (Số mol chất sản phẩm thực tế thu được / Số mol chất phản ứng hết ban đầu) * 100%
H = (0.46875 mol / 0.75 mol) * 100% = 62.5%
Kết luận:
Hiệu suất của phản ứng este hóa giữa 45g axit axetic và 69g ancol etylic (với xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng) là 62.5%.
Hình ảnh này minh họa công thức cấu tạo của axit axetic, thành phần quan trọng trong phản ứng este hóa đã xét.
Lưu ý:
- H2SO4 đặc đóng vai trò là chất xúc tác và hút nước, giúp cân bằng phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận, làm tăng hiệu suất phản ứng.
- Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch, do đó hiệu suất không thể đạt 100%.
- Để tăng hiệu suất phản ứng este hóa, có thể sử dụng lượng dư ancol hoặc chưng cất este ra khỏi hỗn hợp phản ứng.
Hy vọng bài viết này giúp bạn hiểu rõ hơn về cách tính hiệu suất phản ứng este hóa, đặc biệt là trong trường hợp sử dụng 45g axit axetic. Chúc bạn học tốt!