Giải SGK Hoá học 11 Kết nối tri thức Bài 24: Carboxylic acid có đáp án

- 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.

- Tính chất đặc trưng: carboxylic acid thể hiện tính acid và tham gia phản ứng ester hoá.

Các công thức cấu tạo của acid có công thức C$_{4}$H$_{9}$COOH là:

CH$_{3}$ – CH$_{2}$ – CH$_{2}$ – CH$_{2}$ – COOH: pentanoic acid;

: 3 – methylbutanoic acid;

: 2 – methylbutanoic acid;

: 2,2 – dimethylpropanoic acid.

a) pentanoic acid: CH$_{3}$ – CH$_{2}$ – CH$_{2}$ – CH$_{2}$ – CH$_{2}$ – OH.

b) but – 3 – enoic acid: CH$_{2}$ = CH – CH$_{2}$ – COOH.

c) 2 – methylbutanoic acid:

d) 2,2 – dimethylpropanoic acid.

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.

Ví dụ:

Do vậy, carboxylic acid có nhiệt độ sôi cao hơn so với hydrocarbon, alcohol, hợp chất carbonyl có phân tử khối tương đương.

Trong dung dịch nước, chỉ một phần nhỏ carboxylic acid phân li thành ion, vì vậy carboxylic là những acid yếu. Tuy nhiên, chúng thể hiện đầy đủ các tính chất của một acid:

+ Tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hoá học của kim loại và giải phóng khí hydrogen.

+ Tác dụng được với các base và basic oxide để tạo thành muối và nước.

+ Tác dụng được với một số muối.

1. Phản ứng với chất chỉ thị:

Quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

2. Phản ứng với kim loại:

Hiện tượng: Bột Mg tan dần, có khí không màu thoát ra.

Phương trình hoá học: Mg + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Mg + H$_{2}$.

3. Phản ứng với muối:

Hiện tượng: Có khí không màu thoát ra.

Phương trình hoá học: 2CH$_{3}$COOH + Na$_{2}$CO$_{3}$ → 2CH$_{3}$COONa + CO$_{2}$ + H$_{2}$O.

a) Ca + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Ca + H$_{2}$;

b) Cu(OH)$_{2}$ + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Cu + 2H$_{2}$O;

c) CaO + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Ca + H$_{2}$O;

d) 2CH$_{3}$COOH + K$_{2}$CO$_{3}$ → 2CH$_{3}$COOK + CO$_{2}$ + H$_{2}$O.

a) Giấm là dung dịch acetic acid có nồng độ 2 – 5%, do đó giấm có thể tác dụng với CaCO$_{3}$ (thành phần chính của cặn bám ở đáy ấm đun nước, vòi nước, thiết bị vệ sinh, …) tạo thành muối tan. Vì thế khi có cặn màu trắng (thành phần chính là CaCO$_{3}$) bám ở đáy ấm đun nước, vòi nước, thiết bị vệ sinh,... có thể dùng giấm để loại bỏ các vết cặn này.

CaCO$_{3}$ + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Ca + CO$_{2}$ + H$_{2}$O.

b) Đồ đồng bị xỉn màu do lớp đồng ngoài của đồ đồng đã bị oxi hoá. Giấm là dung dịch acetic acid có nồng độ 2 – 5% do đó có thể phản ứng với lớp gỉ đồng này và làm sạch chúng. Do đó dùng khăn tẩm một ít giấm rồi lau các đồ vật bằng đồng sẽ giúp chúng sáng bóng trở lại.

CuO + 2CH$_{3}$COOH → (CH$_{3}$COO)$_{2}$Cu + H$_{2}$O.

1. Hiện tượng: Phản ứng sinh ra chất lỏng, nhẹ hơn nước, có mùi thơm đặc trưng.

Phương trình hoá học:

CH$_{3}$COOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4},{t}^{o}}{⇌}$ CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O.

2. Sulfuric acid trong thí nghiệm trên vừa là chất xúc tác, vừa có tác dụng hút nước, do đó góp phần làm tăng hiệu suất tạo ester.

Ứng dụng của acetic acid (CH$_{3}$COOH):

Một lượng lớn acetic acid được sử dụng để sản xuất vinyl acetate và cellulose acetate. Vinyl acetate được dùng sản xuất keo dán và chất kết dính trong sản xuất giấy, sản xuất tơ (tơ vinylon), … ; cellulose acetate được sử dụng làm tá dược trong sản xuất thuốc, sản xuất tơ, phim ảnh, … Acetic acid còn được sử dụng để tổng hợp aluminium monoacetate (Al(OH)$_{2}$COOCH$_{3}$) làm chất cầm màu trong công nghệ dệt may, tổng hợp ethyl acetate, butyl acetate làm dung môi (để pha sơn), tổng hợp muối ammonium acetate (CH$_{3}$COONH$_{4}$) để sản xuất acetamide – một chất có tác dụng lợi tiểu và làm toát mồ hôi; tổng hợp phenylacetic acid dùng trong công nghiệp nước hoa, tổng hợp penicillin, tổng hợp chloroacetic acid dùng trong sản xuất chất diệt cỏ 2,4 – D và 2,4,5 – T,… Dung dịch acetic acid 2 – 5% được dùng làm giấm ăn, làm chất tẩy cặn trong siêu đun nước và nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày.

- Cách làm giấm gạo tại nhà:

Nguyên liệu:

+ 1 kg gạo trắng;

+ 400 g men bia;

+ Đường trắng;

+ 2 quả trứng gà;

+ 1,5 lít nước sạch.

Cách tiến hành:

Bước 1: Vo sạch gạo nấu thành cơm rồi ngâm vào nước và để qua đêm. Sau đó dùng 1 mảnh vải sạch bọc cơm lại, vắt thật kỹ để lấy nước rồi bỏ đường vào theo tỉ lệ 4 : 2 (cứ 4 bát nước thì 2 bát đường). Đun nước vừa vắt trong vòng 30 phút.

Bước 2: Khi nước cơm và đường đã nguội thì cho men bia vào với tỉ lệ 1 : 1. Cho hỗn hợp vào bình thuỷ tinh và đậy kín, sau 4 tuần thu được thành phẩm.

Bước 3: Sau 4 tuần, đổ giấm ra nồi sạch, cho 2 quả trứng gà (chỉ lấy lòng trắng trứng) vào, đun sôi 1 lúc thì tắt bếp. Dùng rây lọc, lọc bỏ hết lòng trắng trứng gà rồi để giấm nguội. Giấm nguội thì cho vào lọ hoặc hũ thuỷ tinh có nắp đậy kín và để ở môi trường thoáng mát để dùng dần.

- Carboxylic acid mang đầy đủ tính chất hoá học của một acid do đó được ứng dụng trong đời sống; tẩy cặn ở đáy ấm, loại bỏ các lớp gỉ bám trên bề mặt kim loại.