TaiLieuViet.vn xin gửi tới bạn đọc bài viết Hóa 11 Kết nối tri thức bài 24: Carboxylic acid để bạn đọc cùng tham khảo và có thêm tài liệu giải bài tập Hóa học 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết.
Mở đầu
Vị chua của giấm và các loại quả như khế, chanh, táo, me,…. đều được tạo bởi carboxylic acid. Vậy carboxylic acid chứa nhóm chức nào và có các tính chất đặc trưng gì?
Bài làm
Carboxylic acid là các hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –COOH liên kết với nguyên tử carbon (trong gốc hydrocarbon hoặc –COOH) hoặc nguyên tử hydrogen.
Có thể biểu diễn công thức của carboxylic acid đơn chức dưới dạng RCOOH.
Danh pháp thay thế của carboxylic acid đơn chức:
Tên hydrocarbon mạch chính (tính cả nhóm –COOH) (bỏ e ở cuối) + oic acid
Nhóm –COOH có liên kết CH phân cực.
Nhóm –COOH có thể phân li thành H+ nên tính chất hoá học đặc trưng của carboxylic acid là tính acid.
Carboxylic acid mạch ngắn là chất lỏng, tan tốt trong nước. Carboxylic acid mạch dài là chất rắn và ít tan trong nước.
Phản ứng ester hóa:
Điều chế:
1. Phương pháp lên men giấm:
2. Phương pháp oxi hoá alkane:
Ứng dụng: vật liệu sản xuất polymer, dược phẩm, dung môi, hương liệu, phụ gia thực phẩm, chất tẩy rửa,…
I. Khái niệm, danh pháp
1. Khái niệm
Hoạt động nghiên cứu: Nhiều carboxylic acid tồn tại trong tự nhiên. Hãy nhận xét đặc điểm chung về cấu tạo của các carboxylic acid dưới đây:
Bài làm
Carboxylic acid là các hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –COOH liên kết với nguyên tử carbon (trong gốc hydrocarbon hoặc –COOH) hoặc nguyên tử hydrogen.
2. Danh pháp
Câu hỏi 1: Viết các công thức cấu tạo và gọi tên theo danh pháp thay thế của các acid có công thức C4H9COOH.
Bài làm
| STT | Đồng phân | Tên gọi |
|---|---|---|
| 1 | CH3-CH2-CH2-CH2-COOH | pentanoic acid |
| 2 | CH3-CH(COOH)-CH2-CH3 | 2-methylbutanoic acid |
| 3 | CH3-CH(CH3)-CH2-COOH | 3-methylbutanoic acid |
| 4 | CH3C(CH3)2COOH | 2,2-dimethylpropanoic acid |
Câu hỏi 2: Viết công thức cấu tạo của các carboxylic acid có tên gọi dưới đây:
a) pentanoic acid;
b) but-3-enoic acid;
II. Đặc điểm cấu tạo
III. Tính chất vật lí
Hoạt động nghiên cứu: Tại sao trong các hợp chất hữu cơ có phân tử khối xấp xỉ nhau dưới đây, carboxylic acid có nhiệt độ sôi cao nhất?
| Loại hợp chất | alkane | aldehyde | alcohol | carboxylic acid |
| Công thức cấu tạo | CH3CH2CH2CH3 | CH3CH2CHO | CH3CH2CH2OH | CH3COOH |
| M | 58 | 58 | 60 | 60 |
| ts (°C) | -0,5 | 49 | 97,2 | 118 |
Bài làm
Phân tử carboxylic acid chứa nhóm carboxyl phân cực. Các phân tử carboxylic acid liên kết hydrogen với nhau tạo thành dạng dimer hoặc dạng liên phân tử.
Do vậy, carboxylic acid có nhiệt độ sôi cao hơn so với hydrocarbon, alcohol, hợp chất carbonyl có phân tử khối tương đương.
IV. Tính chất hóa học
1. Tính acid
Hoạt động nghiên cứu: Trong dung dịch nước, carboxylic acid phân li không hoàn toàn theo cân bằng:
Hằng số cân bằng của phương trình phân li một số carboxylic acid được cho trong Bȧng 24.3.
Bảng 24.3. Hằng số cân bằng của phương trình phân li một số carboxylic acid
| Carboxylic acid | Hằng số cân bằng của phương trình phân li carboxylic acid | Phần trăm phần li (dung dịch 0,1 M) (%) |
| HCOOH | 1,8.10−4 | 4,2 |
| CH3COOH | 1,8.10−5 | 1,3 |
| CH3CH2COOH | 1,3.10−5 | 1,2 |
| CH3CH2CH2COOH | 1,5.10−5 | 1,2 |
Hãy nhận xét về khả năng phân li của carboxylic acid. Chúng là các acid mạnh hay yếu và có các phản ứng đặc trưng nào?
Bài làm
Trong dung dịch, chỉ một phần nhỏ carboxylic acid phân li thành ion, vì vậy carboxylic acid là những acid yếu. Chúng thể hiện đầy đủ tính chất của acid: tác dụng với kim loại, oxide kim loại, muối, base.
Hoạt động thí nghiệm: Tính acid của acetic acid
Chuẩn bị: dung dịch acetic acid 10%, dung dịch Na2CO3 10%, bột Mg; ống nghiệm, giấy qùy.
Tiến hành:
1. Phản ứng với chất chỉ thị:
Nhỏ một giọt dung dịch acetic acid 10% lên mẫu giấy qùy. Quan sát và mô tả sự thay đổi màu sắc của giấy quỳ.
2. Phản ứng với kim loại:
– Cho 1 – 2 mL dung dịch acetic acid 10% vào ống nghiệm (1).
– Thêm tiếp một ít bột Mg vào ống nghiệm (1).
Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm (1).
3. Phản ứng với muối:
– Cho 1 – 2 mL dung dịch Na2CO3 10% vào ống nghiệm (2).
– Thêm tiếp 1 – 2 mL dung dịch acetic acid 10% vào ống nghiệm (2).
Thực hiện yêu cầu sau:
Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm (2).
Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên và giải thích hiện tượng.
Bài làm
1. Quỳ tím chuyển sang màu đỏ vì acetic acid có tính acid.
2. Kim loại tan dần tạo thành dung dịch màu không màu và có khí không màu thoát ra.
Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
3. Tạo dung dịch không màu và có khí thoát ra.
2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2 + H2O
Câu hỏi 4: Viết phương trình hoá học phản ứng giữa acetic acid với các chất sau:
a) Ca;
b) Cu(OH)2;
c) CaO;
d) K2CO3.
Bài làm
a) 2CH3COOH + Ca → (CH3COO)2Ca + H2 ↑
b) CH3COOH + Cu(OH)2 → (CH3COO)2Cu + H2O
c) 2CH3COOH + CaO → (CH3COO)2Ca + H2O
d) 2CH3COOH + K2CO3 → 2CH3COOK + CO2 + H2O
Câu hỏi 5:
a) Khi có cặn màu trắng (thành phần chính là CaCO3) bám ở đáy ấm đun nước, vòi nước, thiết bị vệ sinh,… có thể dùng giấm để loại bỏ các vết cặn này. Hãy giải thích.
b) Các đồ vật bằng đồng sau một thời gian để trong không khí thường bị xỉn màu, dùng khăn tầm một ít giấm rồi lau các đồ vật này, chúng sáng bóng trở lại. Hãy giải thích.
Bài làm
a) Trong giấm ăn có acetic acid CH3COOH là acid yếu có khả năng tác dụng với lớp cặn màu trắng CaCO3
2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
b) Các đồ vật bằng đồng sau một thời gian để trong không khí thường bị xỉn màu do bị oxi hóa tạo thành các oxide, sau đó màu đồng xỉn sẽ chuyển sang màu xanh dương dưới sự tác động của CO2 và hơi ẩm.
Cu + H2O + O2 + CO2 → CuCO3.Cu(OH)2
Khi dùng khăn tầm một ít giấm (CH3COOH) rồi lau các đồ vật này, chúng sáng bóng trở lại.
2CH3COOH + CuCO3 → (CH3COO)2Cu + CO2 + H2O
2CH3COOH + Cu(OH)2 → (CH3COO)2Cu + 2H2O
2. Phản ứng ester hóa
Hoạt động nghiên cứu: phản ứng ester hoá – điều chế ethyl acetate
Điều chế ethyl acetate trong phòng thí nghiệm được tiến hành như sau:
– Cho khoảng 2 mL ethanol và 2 mL acetic acid tuyệt đối vào ống nghiệm, lắc đều hỗn hợp.
– Thêm khoảng 1 mL dung dịch H2SO4 đặc, lắc nhẹ để các chất trộn đều với nhau.
– Kẹp ống nghiệm vào kẹp gỗ rồi đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng (khoảng 60°C – 70°C) trong khoảng 5 phút, thỉnh thoảng lắc đều hỗn hợp. Sau đó lấy ống nghiệm ra khỏi cốc nước nóng, để nguội hỗn hợp rồi rót sang ống nghiệm khác chứa 5 mL dung dịch muối ăn bão hoà.
Thực hiện yêu cầu:
1. Mô tả hiện tượng, viết phương trình hoá học của phản ứng ester hoá xảy ra trong thí nghiệm trên.
2. Vai trò của sulfuric acid trong thí nghiệm trên là gì?
Bài làm
1. Hiện tượng: khi cho vào ống nghiệm dung dịch NaCl bão hòa, thấy dung dịch phân thành hai lớp và dung dịch có mùi thơm.
2. Vai trò của sulfuric acid trong thí nghiệm trên là xúc tác.
Câu hỏi 6: Methyl butyrate là ester tạo mùi đặc trưng của quả táo, em hãy viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế methyl butyrate từ carboxylic acid và alcohol tương ứng.
Câu hỏi 7: Methyl salicylate là hợp chất thuộc loại ester được dùng làm cao dán giảm đau, kháng viêm ngoài da. Methyl salicylate được tổng hợp từ phản ứng ester hóa giữa salicylic acid và methanol. Hãy hoàn thành phương trình hoá học của phản ứng tổng hợp methyl salicylate:
V. Điều chế
VI. Ứng dụng
Hoạt động nghiên cứu: Em hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của một carboxylic acid.
—————————
Bài tiếp theo: Hóa 11 Kết nối tri thức bài 25
Trên đây TaiLieuViet.vn vừa gửi tới bạn đọc bài viết Hóa 11 Kết nối tri thức bài 24: Carboxylic acid. Hi vọng qua bài viết này bạn đọc có thêm tài liệu để học tập tốt hơn môn Hóa học 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tại mục Toán 11 Kết nối tri thức.
