Trả lời nhanh
Phương trình: CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH (đun nóng). Đây là phản ứng thuỷ phân este trong môi trường kiềm, còn gọi là phản ứng xà phòng hoá. Sản phẩm là muối natri axetat và ancol etylic. Phản ứng xảy ra một chiều, tỉ lệ mol este : NaOH = 1 : 1.
Phương trình hoá học
CH3COOC2H5 + NaOH →(t°) CH3COONa + C2H5OH
Tên gọi các chất: etyl axetat (este), natri hiđroxit (kiềm), natri axetat (muối), ancol etylic (ancol). Phương trình đã cân bằng, hệ số các chất đều bằng 1.
| Chất | Công thức | Khối lượng mol (g/mol) |
|---|---|---|
| Etyl axetat | CH3COOC2H5 | 88 |
| Natri hiđroxit | NaOH | 40 |
| Natri axetat | CH3COONa | 82 |
| Ancol etylic | C2H5OH | 46 |
Kiểm tra bảo toàn khối lượng: 88 + 40 = 128 và 82 + 46 = 128. Phương trình đúng.
Điều kiện và hiện tượng phản ứng
- Điều kiện: đun nóng, dùng dung dịch NaOH (có thể đun hồi lưu để este không bay hơi).
- Hiện tượng: ban đầu etyl axetat ít tan trong nước nên nổi thành lớp riêng phía trên, có mùi thơm dễ chịu. Khi đun nóng với NaOH, lớp este nhỏ dần rồi biến mất, chất lỏng trở thành đồng nhất và mùi thơm giảm đi.
Lí do lớp este biến mất: sản phẩm natri axetat tan tốt, ancol etylic tan vô hạn trong nước, nên không còn chất nào tách lớp.
Vì sao gọi là phản ứng một chiều?
Thuỷ phân este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch. Trong môi trường kiềm, axit sinh ra bị NaOH trung hoà ngay thành muối, nên không còn axit để tác dụng ngược lại với ancol. Cân bằng bị kéo hoàn toàn về phía tạo sản phẩm, vì vậy phản ứng xảy ra đến hết (khi NaOH đủ).
| So sánh | Thuỷ phân trong axit | Thuỷ phân trong kiềm |
|---|---|---|
| Phương trình | CH3COOC2H5 + H2O ⇌ CH3COOH + C2H5OH (H+, t°) | CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH (t°) |
| Chiều phản ứng | Thuận nghịch | Một chiều |
| Sản phẩm hữu cơ | Axit + ancol | Muối + ancol |
| Vai trò chất phản ứng | Axit là xúc tác | NaOH là chất phản ứng, bị tiêu hao |
Cách nhớ nhanh
Este RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH. Gốc axit (RCOO–) kết hợp với Na thành muối, gốc ancol (R’–) kết hợp với OH thành ancol. Với etyl axetat, R là CH3 còn R’ là C2H5.
Bài tập vận dụng có lời giải
Bài 1
Đun nóng 8,8 gam etyl axetat với 150 ml dung dịch NaOH 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, tính khối lượng chất rắn khan.
Giải: n(este) = 8,8 : 88 = 0,1 mol; n(NaOH) = 0,15 mol. NaOH dư, este hết. n(CH3COONa) = 0,1 mol, khối lượng 0,1 × 82 = 8,2 g. NaOH dư = 0,15 − 0,1 = 0,05 mol, khối lượng 2 g. Chất rắn khan = 8,2 + 2 = 10,2 g (ancol bay hơi khi cô cạn).
Bài 2
Cho 17,6 gam etyl axetat phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH 2M. Tính thể tích dung dịch NaOH và khối lượng ancol thu được.
Giải: n(este) = 17,6 : 88 = 0,2 mol, nên n(NaOH) = 0,2 mol. V = 0,2 : 2 = 0,1 lít = 100 ml. n(C2H5OH) = 0,2 mol, khối lượng = 0,2 × 46 = 9,2 g.
Bài 3
Cho 0,1 mol etyl axetat vào 100 ml dung dịch NaOH 0,5M, đun nóng đến khi phản ứng xong. Tính khối lượng muối thu được.
Giải: n(NaOH) = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol, nhỏ hơn n(este) = 0,1 mol nên NaOH hết, este dư. n(muối) = 0,05 mol, khối lượng = 0,05 × 82 = 4,1 g.
Lỗi thường gặp
- Viết sản phẩm là CH3COOH thay vì CH3COONa. Trong kiềm, axit không tồn tại tự do mà thành muối.
- Dùng dấu ⇌ cho phản ứng với NaOH. Phản ứng này một chiều, dùng dấu mũi tên →.
- Quên xét chất dư. Luôn tính số mol este và NaOH, so sánh với tỉ lệ 1 : 1 trước khi tính sản phẩm.
- Tính chất rắn sau cô cạn mà cộng cả ancol. Ancol bay hơi, chỉ tính muối và NaOH dư.
Mở rộng
Các este đơn chức khác cũng phản ứng theo cùng quy tắc, ví dụ metyl axetat CH3COOCH3 + NaOH → CH3COONa + CH3OH. Riêng este của phenol (như CH3COOC6H5) cần 2 mol NaOH cho 1 mol este, vì sản phẩm phenol còn tác dụng tiếp với NaOH.
Câu hỏi thường gặp
CH3COOC2H5 + NaOH tạo ra chất gì?
Tạo natri axetat CH3COONa và ancol etylic C2H5OH theo phương trình CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH khi đun nóng.
Phản ứng CH3COOC2H5 với NaOH có phải phản ứng xà phòng hoá không?
Có. Thuỷ phân este trong môi trường kiềm gọi là phản ứng xà phòng hoá, dù sản phẩm muối ở đây không phải xà phòng thật sự, vì xà phòng là muối của axit béo.
Vì sao phản ứng với NaOH là một chiều còn với axit là thuận nghịch?
Trong kiềm, axit tạo ra bị NaOH trung hoà thành muối nên không phản ứng ngược lại với ancol được, do đó phản ứng xảy ra hoàn toàn.
1 mol etyl axetat phản ứng với bao nhiêu mol NaOH?
Phản ứng với 1 mol NaOH vì este đơn chức, gốc axit không gắn trực tiếp với vòng benzen.