C4H10 ra CH3COOH – Cách từ Butan tạo nên Axit Axetic

C4H10 ra CH3COOH là phương trình cơ bản dùng để điều chế Axit Axetic – CH₃COOH từ nguyên liệu chính là Butan – C4H10. Đây là một phản ứng hóa học vô cùng cơ bản mà học sinh trung học phổ thông đã được giới thiệu từ hóa học lớp 12. Không chỉ giúp học sinh tìm hiểu về các ứng dụng xung quanh, đây còn là phản ứng xuất hiện rất nhiều trong các bài tập cơ bản đến nâng cao. Cùng Giadinhvatreem tìm hiểu về phản ứng khá đơn giản này nhé.

Hiểu rõ về C4H10 ra CH3COOH

Trước tiên khi muốn nắm bắt được phương trình điều chế Axit Axetic, học sinh cần phải hiểu được các thông tin quan trọng sau. Đầu tiên chính là bản chất của các thành phần như Butan và Axit Axetic. Nếu không nắm vững kiến thức trên lớp học và các buổi học môn hóa, vẫn sẽ có nhiều học sinh không hiểu về các chất cơ bản này.

Khái niệm của Butan – C₄H₁₀

Butan hay công thức hóa học là C₄H₁₀, là tên của một hợp chất khí trong hóa học. Đây là một ankan với 4 nguyên tử cacbon liên kết với 10 nguyên tử hidro trong một mạch kín. Butan tồn tại ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển, không màu và rất độc nên con người phải tránh không được tiếp xúc và hít phải.

Đôi nét về Axit Axetic – CH₃COOH

Axit Axetic, hay có tên gọi khác là Axit Ethanoic là một hợp chất hữu cơ. Có công thức hóa học là CH₃COOH và là một chất lỏng không màu. Axit Axetic được sử dụng như một hóa chất công nghiệp và là loại thuốc thử quan trọng. Nó rất quen thuộc khi là thành phần chính trong giấm ăn hàng ngày mà bạn sử dụng.

Sự liên kết của Butan và Axit Axetic

Hai hợp chất C4H10 ra CH3COOH₁₀ và CH₃COOH có một sự liên kết nhất định khi có thể sử dụng phản ứng với C4H10 ra CH3COOH một cách khá nhanh chóng. Vì thế đây là phản ứng rất phổ biến được sử dụng trong các bài tập và ứng dụng thực tế. Nó đóng vai trò như một cách giải cơ bản và có thể cân bằng một cách dễ dàng.

Toàn bộ quá trình phản ứng để tạo ra Axit Axetic với Butan như sau:

C₄H₁₀ + O₂ CH₃COOH + H₂O

Đây là phản ứng oxi hóa không hoàn toàn, sau khi phản ứng điều chế Axit Axetic diễn ra, toàn bộ lượng Butan còn dư tiếp tục tạo ra CO₂ và H₂O:

C₄H₁₀ + 13/2O₂ 4CO₂ + 5H₂O

Các cách khác nhau điều chế để C4H10 ra CH3COOH

Là một chất lỏng không màu, Axit Axetic được điều chế cũng từ một hợp chất khí không màu là Butan. Các phương pháp điều chế được cân nhắc để phù hợp với chi phí và mức độ an toàn và biến C4H10 ra CH3COOH. Lần lượt là các phản ứng trong công nghiệp, trong phòng thí nghiệm và quy trình sản xuất giấm ăn.

Phương trình điều chế CH₃COOH trong công nghiệp

2C₄H₁₀ + 3O₂ 4CH₃COOH + 2H₂O

Đây là phương pháp cơ bản và được thực hiện rộng rãi nhất để tạo ra lượng Axit Axetic lớn. Chúng sẽ được sử dụng trong nhiều thí nghiệm cùng quá trình sản xuất khác nhau. Bằng cách đốt cháy Butan với xúc tác là Mn²⁺, sẽ tạo nên hỗn hợp bao gồm CH₃COOH và nước. Sau đó chỉ cần tách nước ra là đã có một lượng CH₃COOH nhất định.

Điều chế Axit Axetic tại phòng thí nghiệm

2CH₃COONa + H₂SO₄2CH₃COOH + Na₂SO₄

Đối với các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, để có được Axit Axetic ta cần đốt cháy hỗn hợp gồm Natri Axetat và Axit Sunfuric. Sau đó một hỗn hợp bao gồm CH₃COOH và Natri Sunfat sẽ xuất hiện. Phản ứng này đảm bảo sự an toàn trong quy mô phòng thí nghiệm nên được ưu tiên sử dụng rất nhiều.

Quy trình sản xuất giấm ăn từ rượu Etylic

CH₃CH₂OH + O₂CH₃COOH + 2H₂O

Rượu Etylic loãng sẽ được lên men ở nhiệt độ phòng, thời gian phản ứng sẽ tỷ lệ thuận với thể tích thành phần đang có. Sau đó hỗn hợp Axit Axetic và nước sẽ xuất hiện thay thế vị trí của rượu Etylic. Đây là một thành phần vô cùng quan trọng để tạo nên mùi và vị chua đặc trưng của giấm ăn mà ta sử dụng hàng ngày.

C4H10 ra CH3COOH và các bài tập áp dụng

Chính vì sự đa dạng từ cách thức điều chế và phản ứng, quá trình tạo từ C4H10 ra CH3COOH được sử dụng rất nhiều trong các dạng bài tập khác nhau. Hầu hết chúng sẽ được đưa vào các dạng bài tập trắc nghiệm. Bởi các phương trình với hệ số cân bằng thấp có thể sử dụng máy tính tính toán ra kết quả một cách dễ dàng.

Dưới đây là một số dạng bài tập được áp dụng đối với phản ứng từ Butan tạo nên Axit Axetic mà học sinh rất hay bắt gặp trong các bài kiểm tra và thi cử:

• Bài tập yêu cầu tách các chất ra khỏi dung dịch có sẵn, sử dụng các hợp chất được yêu cầu để thực hiện phản ứng.
• Bài tập yêu cầu tìm các chất có thể phản ứng được với hợp chất mà đề bài đã cho.
• Bài tập yêu cầu phân biệt từng chất trong các lọ mất nhãn.

Các câu hỏi bài tập liên quan chủ đề C4H10 ra CH3COOH

Câu 1. Để phân biệt C4H10 ra CH3COOH, ta dùng hóa chất nào sau đây là đúng?

A. kim loại Na.

B. dung dịch NaOH.

C. quỳ tím.

D. cả A và C đều đúng.

Đáp án: C

Để nhận biết 2 lọ đựng dung dịch C₂H₅OH và CH₃COOH ta dùng quỳ tím

C₂H₅OH không làm đổi màu quỳ còn CH₃COOH làm quỳ chuyển đỏ.

Loại A vì cả 2 dung dịch đều phản ứng tạo bọt khí.

Loại B vì cho dung dịch NaOH vào cả 2 dung dịch không có hiện tượng

Câu 2. 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?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Đáp án: D

C₂H₅OH + O₂ CH₃COOH (axit axetic)

CH₃CHO + O₂ CH₃COOH

C₄H₁₀+ O₂ CH₃COOH + H₂O

CH₃OH + CO CH₃COOH

Câu 3. Cho sơ đồ phản ứng sau: C₂H₄→ X → CH₃COOH → CH₃COOC₂H₅. Chất X là

A. CH₄.

B. C₆H₆.

C. C₂H₂.

D. C₂H₅OH.

Đáp án: D

C₂H₄ → C₂H₅OH → CH₃COOH → CH₃COOC₂H₅

Phương trình hóa học:

C₂H₄+ H₂O C₂H₅OH

C₂H₅OH + O₂ CH₃COOH + H₂O

CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅ + H₂O

Câu 4. Để tách các chất ra khỏi nhau từ hỗn dung dịch chứa axit axetic và ancol etylic, có thể tiến hành theo trình tự nào sau đây?

A. Dùng CaCO₃, chưng cất, sau đó tác dụng với H₂SO₄

B. Dùng CaCCl₂, chưng cất, sau đó tác dụng với H₂SO₄

C. Dùng Na₂O, sau đó cho tác dụng với H₂SO₄

D. Dùng NaOH, sau đó cho tác dụng với H₂SO₄

Đáp án: A

Câu 5. Phương pháp được xem là hiện đại để điều chế axit axetic là:

A. Tổng hợp từ CH₃OH và CO

B. Phương pháp oxi hóa CH₃CHO

C. Phương pháp lên men giấm từ ancol etylic

D. Điều chế từ muối axetat

Đáp án: A

Tất cả các cách trên điều điều chế được axit axetic trực tiếp, tuy nhiên trong công nghiệp người ta đi từ metanol để điều

chế axit axetic

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Đây là phương pháp hiện đại để sản xuất axit axetic.Do metanol và cacbon oxit được điều chế từ metan có sẵn trong

khí thiên nhiên và khí mỏ dầu nên chi phí sản xuất rẻ, tạo sản phẩm với giá thành hạ.

Câu 6. Dãy chất phản ứng với axit axetic là

A. K, ZnO, Cu, Na₂CO₃, KOH

B. Al, ZnO, Fe, Na₂CO₃, Ag

C. Cu, SO₂, Na₂CO₃, Fe, KOH

D. Zn , ZnO, Na₂CO₃, Fe, KOH

Đáp án: D

Zn + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Zn + H₂

ZnO + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Zn + H₂O

2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂

Fe + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Fe + H₂

CH₃COOH + KOH → CH₃COOK + H₂O

Câu 7. Có 3 chất hữu cơ có công thức phân tử là C₂H₄, C₂H₄O₂, C₂H₆O được kí hiệu ngẫu nhiên là A, B, C biết:

Chất A và C tác dụng được với natri.

Chất B ít tan trong nước

Chất C tác dụng được với Na₂CO₃ Công thức phân tử của A, B, C lần lượt là

A. C₂H₄, C₂H₄O₂, C₂H₆O.

B. C₂H₄, C₂H₆O, C₂H₄O₂.

C. C₂H₆O, C₂H₄O₂, C₂H₄

D. C₂H₆O, C₂H₄, C₂H₄O₂.

Đáp án: D

Chất C vừa tác dụng với Na, vừa tác dụng với Na₂CO₃ => trong phân tử có nhóm –COOH

=> C là C₂H₄O₂

Chất A tác dụng được với Na => trong phân tử có nhóm –OH => A là C₂H₅OH hay C₂H₆O

Chất B không tan trong nước, không phản ứng với Na và Na₂CO₃ => B là etilen: CH₂=CH₂

Kết luận

Kiến thức và các dạng bài tập từ phương trình C4H10 ra CH3COOH khá dễ tiếp cận với học sinh hóa học cơ bản. Chúng giúp tăng cường khả năng tính toán và nhận biết các hợp chất để từ đó học sinh có thể trả lời câu hỏi dễ dàng. Tìm hiểu các dạng bài tập về Axit Axetic và Butan từ bài viết tại chuyên mục giáo dục của chúng tôi để bổ sung thêm kiến thức cho bài kiểm tra sắp tới nhé.