HCOOCH3 + NaOH → HCOONa + CH3OH: phương trình và bài tập
Lớp 12Hóa học

HCOOCH3 + NaOH → HCOONa + CH3OH: phương trình và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình: HCOOCH3 + NaOH → HCOONa + CH3OH (điều kiện: đun nóng). Đây là phản ứng thuỷ phân este trong môi trường kiềm, còn gọi là phản ứng xà phòng hoá. Sản phẩm gồm muối natri fomat và ancol metylic (metanol). Phản ứng xảy ra một chiều, hoàn toàn khi NaOH đủ hoặc dư.

Phương trình hoá học HCOOCH3 + NaOH

Phương trình phân tử:

HCOOCH3 + NaOH → HCOONa + CH3OH (t°)

Phương trình ion thu gọn:

HCOOCH3 + OH− → HCOO− + CH3OH

Tỉ lệ mol: 1 mol este phản ứng với 1 mol NaOH, tạo 1 mol muối và 1 mol ancol. Phương trình đã cân bằng, số nguyên tử mỗi nguyên tố hai vế bằng nhau (C: 2, H: 5, O: 3, Na: 1 ở cả hai vế).

Các chất tham gia và sản phẩm

Chất Tên gọi Khối lượng mol (g/mol) Ghi chú
HCOOCH3 Metyl fomat 60 Este của axit fomic, chất lỏng, sôi ở khoảng 32 °C, ít tan trong nước
NaOH Natri hiđroxit 40 Bazơ mạnh
HCOONa Natri fomat 68 Muối, tan tốt trong nước
CH3OH Metanol (ancol metylic) 32 Tan vô hạn trong nước, độc

Điều kiện và hiện tượng phản ứng

  • Điều kiện: đun nóng nhẹ, dung dịch NaOH loãng. Vì metyl fomat sôi thấp nên khi làm thí nghiệm cần đun cách thuỷ hoặc lắp ống sinh hàn hồi lưu để este không bay hơi hết.
  • Hiện tượng: ban đầu este là lớp chất lỏng mùi thơm nổi trên dung dịch NaOH (este nhẹ hơn nước và ít tan). Khi đun, lớp este mỏng dần rồi biến mất, thu được dung dịch đồng nhất, mùi thơm của este không còn.

Vì sao gọi là phản ứng xà phòng hoá và xảy ra một chiều?

Thuỷ phân este trong axit là phản ứng thuận nghịch. Còn trong kiềm, sản phẩm axit RCOOH sinh ra bị NaOH trung hoà ngay thành muối RCOONa, nên chất này không thể quay lại tạo este. Cân bằng vì thế bị kéo hết về phía sản phẩm, phản ứng xảy ra một chiều.

Tên “xà phòng hoá” xuất phát từ phản ứng của chất béo (este của glixerol) với kiềm tạo muối của axit béo – thành phần của xà phòng. Với este đơn giản như HCOOCH3, phản ứng có cùng bản chất nên người ta cũng dùng tên này.

Cơ chế tóm tắt cho dễ nhớ

  1. Ion OH− tấn công vào nguyên tử C của nhóm C=O (C mang một phần điện tích dương).
  2. Liên kết C–OCH3 bị cắt, tách ra ion CH3O− và axit HCOOH.
  3. HCOOH nhường H+ cho CH3O− (hoặc OH−) tạo HCOO− và CH3OH.

Mẹo nhớ: gốc axit (HCOO–) đi theo Na tạo muối, gốc ancol (–CH3) nhận nhóm OH thành ancol. Có thể hình dung este “bị cắt đôi” tại liên kết C–O giữa nhóm C=O và gốc ancol.

Lưu ý riêng của metyl fomat

Metyl fomat có nhóm H–C(=O)–O– nên mang tính chất của cả este lẫn anđehit. Sản phẩm HCOONa vẫn còn nhóm H–C(=O)–, vì vậy muối này cũng tham gia phản ứng tráng bạc. Đây là điểm hay được khai thác trong câu hỏi nhận biết và bài tập suy luận.

Ngoài ra, HCOOCH3 và HCOONa đều là chất cho phản ứng tráng bạc, còn CH3OH thì không, nên sản phẩm thuỷ phân của este này vẫn cho tráng gương.

Bài tập vận dụng có đáp án

Bài 1

Đun nóng 6,0 gam metyl fomat với lượng dư dung dịch NaOH đến phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng muối và ancol thu được.

Giải: n(HCOOCH3) = 6,0 : 60 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(HCOONa) = n(CH3OH) = 0,1 mol.

m(HCOONa) = 0,1 × 68 = 6,8 g; m(CH3OH) = 0,1 × 32 = 3,2 g.

Bài 2

Cho 0,15 mol HCOOCH3 tác dụng với 100 mL dung dịch NaOH 1M, đun nóng, phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng muối tạo thành và số mol este còn dư.

Giải: n(NaOH) = 0,1 × 1 = 0,1 mol < 0,15 mol nên NaOH hết, este dư. Số mol este dư = 0,15 − 0,1 = 0,05 mol. Số mol muối = 0,1 mol, m(HCOONa) = 0,1 × 68 = 6,8 g.

Bài 3

Cho 12 gam metyl fomat vào 300 mL dung dịch NaOH 1M, đun nóng đến phản ứng hoàn toàn rồi cô cạn dung dịch (bỏ qua metanol bay hơi). Tính khối lượng chất rắn khan.

Giải: n(este) = 12 : 60 = 0,2 mol; n(NaOH) = 0,3 mol. NaOH dư 0,3 − 0,2 = 0,1 mol. Chất rắn gồm HCOONa 0,2 mol và NaOH dư 0,1 mol.

m = 0,2 × 68 + 0,1 × 40 = 13,6 + 4,0 = 17,6 g.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là HCOOH và CH3OH (đó là sản phẩm thuỷ phân trong môi trường axit, thuận nghịch). Trong NaOH phải ra muối HCOONa.
  • Dùng mũi tên thuận nghịch (⇄) cho phản ứng với kiềm. Phải dùng mũi tên một chiều.
  • Quên NaOH dư khi cô cạn, dẫn đến tính thiếu khối lượng chất rắn (như Bài 3).
  • Nhầm tên: HCOOCH3 là metyl fomat, không phải metyl axetat (CH3COOCH3).

Câu hỏi thường gặp

HCOOCH3 + NaOH tạo ra sản phẩm gì?

Tạo natri fomat (HCOONa) và ancol metylic (CH3OH) theo phương trình HCOOCH3 + NaOH → HCOONa + CH3OH khi đun nóng.

Phản ứng HCOOCH3 + NaOH có thuận nghịch không?

Không. Đây là phản ứng một chiều vì axit HCOOH sinh ra bị NaOH trung hoà thành muối HCOONa nên không thể tái tạo este.

HCOOCH3 + NaOH có phải phản ứng xà phòng hoá không?

Có. Thuỷ phân este trong môi trường kiềm gọi chung là phản ứng xà phòng hoá, dù este đó không phải chất béo.

Sản phẩm của HCOOCH3 + NaOH có tráng bạc không?

Có. Muối HCOONa vẫn chứa nhóm H–C(=O)– nên tham gia phản ứng tráng bạc, còn CH3OH thì không.

Bài học liên quan