Công thức axit axetic

I. Công thức cấu tạo của axit axetic C₂H₄O₂

Axit axetic có công thức hóa học C₂H₄O₂, còn được gọi là CH₃COOH.

II. Tính chất hoá học của axit axetic CH₃COOH

1. Dung dịch axit axetic làm quỳ tím đổi màu thành đỏ.
2. Axit axetic tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối và nước.
3. Axit axetic tác dụng với kim loại (trước H) giải phóng H₂.
4. Axit axetic tác dụng với muối của axit yếu hơn.
5. Axit axetic tác dụng với rượu tạo ra este và nước (xúc tác là H₂SO₄đặc, nóng).

III. Tính chất vật lý của axit axetic C₂H₄O₂

Axit axetic là một chất lỏng, không màu, có mùi gắt, có độc tính.

IV. Ứng dụng của axit axetic

Axit axetic được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, như sản xuất chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, dược phẩm, sản xuất nhựa, thuốc nhuộm,…

V. Điều chế axit axetic

4.1. Cacbonyl hóa methanol
4.2. Oxy hóa axetaldehyt
4.3. Phương pháp lên men trong điều kiện hiếu khí
- 4.3.1. Phương pháp lên men chậm
- 4.3.2. Phương pháp lên men nhanh
- 4.3.3. Phương pháp lên men chìm
- 4.3.4. Phương pháp kết hợp

VI. Sản xuất axit axetic

Có nhiều phương pháp sản xuất axit axetic, bao gồm phương pháp lên men:

axit axetic là gì tìm hiểu công thức axit axetic và cách sử dụng

Tái chế asetat

Trong quá trình tái chế asetat, asetat được chuyển đổi trở lại thành axit axetic. Quá trình này thường được sử dụng trong việc tái chế asetat từ các chất thải hữu cơ như gỗ, bã mía, hoặc các chất thải từ ngành công nghiệp.

Sử dụng xúc tác Pd/C

Phương pháp này sử dụng xúc tác Pd/C để chuyển đổi etanol (cồn etylic) thành axit axetic. Xúc tác Pd/C là một loại xúc tác chứa palladium (Pd) trên than hoạt tính (C), và nó có khả năng thúc đẩy quá trình oxi hóa chuyển hóa etanol thành axit axetic.

Tính chất hoá học của CH3COOH và bài tập

Tính chất vật lý của axit axetic C2H4O2

– Axit axetic CH3COOH là chất lỏng, không màu, vị chua, tan vô hạn trong nước. Dung dịch axit axetic nồng độ từ 2 – 5 % dùng làm giấm ăn.

Công thức cấu tạo của axit axtic CH3COOH

* Công thức cấu tạo của Axit axetic:

* Công thức viết gọn: CH3COOH

– Gồm 1 nhóm -OH liên kết với nhóm C=O tạo thành nhóm -COOH, chính nhóm –COOH (Cacboxyl) làm cho phân tử có tính axit.

Tính chất hoá học của axit axetic CH3COOH

– Axit axetic là một axit yếu, yếu hơn các axit HCl, H2SO4, HNO3, H2SO3 nhưng mạnh hơn axit cacbonic H2CO3. Axit axetic cũng có đầy đủ tính chất của một axit. Nhóm cacboxyl COOH thể hiện tính axit

Dung dịch axit axetic làm quỳ tím đổi màu thành đỏ.
Axit axetic tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối và nước. CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
- CH3COONa: (Natri axetat)
Axit axetic tác dụng với kim loại (trước H) giải phóng H2: 2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2↑
Axit axetic tác dụng với muối của axit yếu hơn. 2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2↑ + H2O.

Xem Thêm: Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 Phản ứng giữa Canxi và Nước (H2O)

Tính chất hoá học và vật lý của axit axetic C₂H₄O₂

Axit axetic CH₃COOH là chất lỏng, không màu, vị chua, tan vô hạn trong nước. Dung dịch axit axetic nồng độ từ 2 – 5% dùng làm giấm ăn. Axit axetic có công thức viết gọn là CH₃COOH, gồm 1 nhóm -OH liên kết với nhóm C=O tạo thành nhóm -COOH, chính nhóm -COOH (Cacboxyl) làm cho phân tử có tính axit. Axit axetic là một axit yếu, yếu hơn các axit HCl, H₂SO₄, HNO₃, H₂SO₃ nhưng mạnh hơn axit cacbonic H₂CO₃. Nhóm cacboxyl COOH thể hiện tính axit. Dung dịch axit axetic làm quỳ tím đổi màu thành đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối và nước, tác dụng với kim loại (trước H) giải phóng H₂ và tác dụng với muối của axit yếu hơn.

Ứng dụng của axit axetic

Hơn 60% axit axetic CH₃COOH được dùng trong các polyme tổng hợp từ vinyl axetat hoặc xenlulozo este. Các vinyl axetat phần lớn được dùng trong công nghiệp sơn, giấy bọc và nhựa plastic. Dẫn xuất của axit axetic được sử dụng rộng rãi, ví dụ như:

Aluminum axetat: Al(OH)2CO2CH3 dùng làm thuốc nhuộm vải.
Muối amoni axetat CH₃CO₂NH₄ được sử dụng để sản xuất axetamid – một chất dung môi, giúp lợi tiểu và toát mồ hôi trong y học.
Muối Kali dùng trong công nghiệp sơn.
Metyl axetat dùng làm dung môi cho xenlulozo nitrat, este và các hợp chất khác.
N-butyl axetat dùng làm dung môi trong công nghiệp sơn và gốm sứ.
Axit phenylaxetic dùng trong công nghiệp nước hoa và tổng hợp penicin

1. Giấm ăn

Axit axetic là thành phần chính của giấm ăn.

2. Sản xuất chất dẻo

Axit axetic được sử dụng để sản xuất nhiều loại chất dẻo.

3. Ứng dụng trong công nghiệp dệt nhuộm, thuốc diệt côn trùng

Axit axetic được sử dụng trong công nghiệp dệt nhuộm và sản xuất thuốc diệt côn trùng.

4. Sản xuất tơ nhân tạo

Axit axetic được sử dụng để sản xuất tơ nhân tạo.

5. Sản xuất este

Axit axetic có thể tạo ra este thông qua phản ứng với rượu.

6. Ứng dụng trong dược phẩm

Axit axetic được sử dụng trong sản xuất một số loại dược phẩm.

Điều chế axit axetic

Carbonyl hóa methanol

Axit axetic có thể được điều chế thông qua quá trình carbonyl hóa methanol với sự có mặt của xúc tác:

CH3OH + CO → CH3COOH

Oxy hóa axetaldehyt

Axit axetic cũng có thể được sản xuất từ butan thông qua quá trình oxy hóa axetaldehyt:

2C4H10 + 3O2 → 4CH3COOH + 2H2O

Phương pháp lên men trong điều kiện hiếu khí

Phương pháp lên men chậm

Phương pháp này sử dụng thùng gỗ sồi để lên men axit axetic với các bước sau:

Cho axit axetic CH3COOH vào thùng gỗ sồi thể tích 250- 300l, trống 1/5 thể tích lượng axit axetic rồi đổ thêm nước ép nho vào đến khi được ½ thùng.
Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Quá trình kéo dài vài tuần.
Kiểm tra rượu còn 0.3- 0.5% thì lấy

Phương pháp lên men nhanh

Cho axit axetic nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phoi bào (lõi bắp) để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh giống dễ thích nghi. Sử dụng nước vô trùng rửa qua và nạp giống vi khuẩn axetic. Cho dòng môi trường từ trên xuống qua hệ thống phân phôi đồng thời thổi khí từ dưới lên. Vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành axit axetic CH3COOH, thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài, theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men. Quá trình kéo dài từ 8- 10 ngày ở 24- 37oC.

Xem Thêm: Phản ứng CuO + H2 → Cu + H2O điều kiện phương trính ứng dụng

Phương pháp lên men chìm

Cho dung dịch lên men vào thiết bị và thổi khí mạnh vào. Thể huyền phù và dung dịch lên men được tạo ra.

Phương pháp kết hợp

Hệ thống lên men gồm:

Lớp trên cùng là lớp đệm chứa vi sinh vật
Lớp giữa là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men chảy xuống
Tầng dưới đáy là hệ thống thổi khí

Hàm lượng axit axetic có trong dịch lên men thường không cao, trong khoảng 5-10 % và thường lẫn với các chất khác, do đó, dịch sau lên men chỉ có thể sử dụng để chế biến thực phẩm. Để nâng hàm lượng axit axetic CH3COOH cũng như làm sạch các tạp chất, người ta sử dụng phương pháp chưng cất.

Sản xuất axit axetic

Axit axetic (CH3COOH) được sản xuất theo 2 con đường chính là sinh học và tổng hợp. Trong đó, phương pháp sinh học chỉ chiếm khoảng 10% sản lượng. Dưới đây là một số phương pháp sản xuất axit axetic:

Lên men oxi hóa từ rượu etylic:
C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O
Lên men kỵ khí từ đường:
C6H12O6 → 3CH3COOH
Cacbonyl hóa metanol:
CH3OH + O2 → CH3COOH
Oxi hóa axetaldehyt:
2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH

Và nhiều phương pháp khác…

Tác hại của Axit axetic – CH3COOH

Khi hít phải một lượng lớn axit axetic sẽ gây kích ứng mũi, cổ họng và phổi. Lúc này sẽ gây tổn hại nghiêm trọng tới các lớp lót của cơ quan mũi và sau đó, chúng có thể dẫn đến khó thở.

Axit axetic – CH3COOH: Cần phải sử dụng và bảo quản đúng cách

Nếu như bạn không may nuốt phải chất này có thể gây ăn mòn nghiêm trọng của miệng và đường tiêu hóa, dẫn đến bị nôn mửa, tiêu chảy, trụy tuần hoàn, suy thận, thậm chí bị tử vong. Tiếp xúc qua da sẽ gây ra kích ứng như đau, tấy đỏ và mụn nước. Hoặc nặng hơn sẽ khiến bị bỏng sau một vài phút tiếp xúc.

Lưu ý khi sử dụng Axit Axetic

Bạn nên đeo dụng cụ bảo vệ như găng tay, mũ, quần áo dài tay,… khi sử dụng axit axetic. Mang thiết bị hô hấp thích hợp nếu xử lý axit axetic trong một khu vực không được thông khí tốt. Rửa ngay nếu bị dây vào da hoặc mắt. Đảm bảo rằng hệ thống nước sạch dùng để rửa mắt ở gần khu vực làm việc.

Cách bảo quản Axit Axetic

Axit axetic phải để trong kho có mái che, nhiệt độ thích hợp và thông thoáng. Tránh để những nơi có nhiệt độ quá cao, tránh những nơi dễ gây ra hỏa hoạn, cháy nổ. Nên giữ axit axetic tránh xa nguồn nhiệt, tia lửa hoặc ngọn lửa.

Cách điều chế và tính toán về axit axetic

A. Điều chế axit axetic:

Điều chế từ natri axetat và axit sulfuric: 2CH₃COONa + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SO₄
Điều chế từ rượu etylic: CH₃CH₂OH + O₂ (lên men) → CH₃COOH + H₂O

B. Tính toán hiệu suất phản ứng:

Câu 1: Cho 60 g axit axetic tác dụng với 100 g etanol (CH₃CH₂OH) thu được 55 g etyl axetat (CH₃COOC₂H₅).

a) Phương trình hóa học: CH₃COOH + CH₃CH₂OH ⇔ CH₃COOC₂H₅ (etyl axetat)

b) Tính hiệu suất:

Số mol của CH₃COOH và CH₃CH₂OH ban đầu đều là 1 mol do theo phương trình hóa học, chúng tương đương về mặt số mol.
Theo định luật bảo toàn khối lượng, khối lượng etyl axetat lý thuyết thu được là: m_{lý thuyết} = 1 mol x 88 g/mol = 88 g
Hiệu suất phản ứng: H = (khối lượng thực tế / khối lượng lý thuyết) x 100% = (55 / 88) x 100% = 62,5%

Câu 8: Cho dung dịch axit axetic nồng độ a% tác dụng với dung dịch NaOH nồng độ 10% thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%.

Theo phương trình hóa học của phản ứng: CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O.

Gọi m và m’ lần lượt là khối lượng của CH₃COOH và NaOH, ta có:

Số mol NaOH dùng để phản ứng: n = m’ / (40 g/mol)

Xem Thêm: Phản ứng FeCl3 + AgNO3: Công thức, quy trình và ứng dụng

Phương trình phản ứng axit axetic và NaOH

Theo phương trình phản ứng: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Ta có số mol của CH3COOH và NaOH bằng nhau, cũng bằng số mol của CH3COONa:

nCH3COOH = nNaOH = nCH3COONa

Sử dụng công thức tính khối lượng riêng của axit axetic ta có:

m.a/6000 = m’/400 ⇒ a = (15.m’)/m

Khối lượng của CH3COONa là:

mCH3COONa = (82.m’)/400 (g)

Khối lượng hỗn hợp sau phản ứng là:

mdd sau pư = m + m’ (g)

Từ đó, suy ra:

m = m’

Thay vào công thức tính a, ta có:

a = (15.m’)/m ⇒ a = 15

Như vậy, nồng độ dung dịch axit axetic là 15%

Bài tập Axit axetic

Bài 2 trang 143 sgk hoá 9: Trong các chất sau đây:

a) C2H5OH.
b) CH3COOH.
c) CH3CH2CH2OH.
d) CH3CH2COOH.

Chất nào tác dụng được với Na, NaOH, Mg, CaO? Viết các phương trình hóa học.

Bài 2 trang 143 sách giáo khoa Hóa 9:

Chất tác dụng với Na là: a, b, c, d (do có gốc OH).
Chất tác dụng với NaOH là: b, d (do có gốc COOH).
Chất tác dụng với Mg là: b, d (do có gốc COOH).
Chất tác dụng với CaO là: b, d (do có gốc COOH).

Phương trình phản ứng:

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑
2CH₃COOH + 2Na → 2CH₃COONa + H₂↑
2C₃H₇OH + 2Na → 2C₃H₇ONa + H₂↑
2C₂H₅COOH + 2Na → 2C₂H₅COONa + H₂↑
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
C₂H₅COOH + NaOH → C₂H₅COONa + H₂O
2CH₃COOH + Mg → (CH₃COO)₂Mg + H₂↑
2C₂H₅COOH + Mg → (C₂H₅COO)₂Mg + H₂↑
2CH₃COOH + CaO → (CH₃COO)₂Ca + H₂O
2C₂H₅COOH + CaO → (C₂H₅COO)₂Ca + H₂O

Bài 5 trang 143 sách giáo khoa Hóa 9:

Axit axetic có thể tác dụng được với những chất

Bài 7 trang 143 sgk hoá 9:

– Theo bài ra ta có:
n_CH3COOH = 60/60 = 1 mol;
n_C2H5OH = 100/46 = 2,17 mol.

a) Phương trình phản ứng:
CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O
– Phản ứng này gọi là phản ứng este hóa.

b) Hiệu suất của phản ứng:
– Theo phương trình phản ứng trên và số liệu đề bài cho thì số mol rượu dư, do đó tính hiệu suất phản ứng theo CH3COOH. – Theo lí thuyết 1 mol CH3COOH (60g) tạo ra 1 mol CH3COOC2H5 (88g) nhưng thực tế chỉ thu được 55g. ⇒ Vậy hiệu suất của phản ứng là: H% = (55/88).100% = 62,5%.

Bài 8 trang 143 sgk hoá 9:

– Cho dung dịch axit axetic nồng độ a% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH nồng độ 10% thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Hãy tính a.

– Gọi khối lượng dung dịch CH3COOH và NaOH cần dùng là m và m’:
⇒ m_CH3COOH = C%. m_dd = m.a/100 ⇒ n_CH3COOH = (m.a)/(100.60)= (m.a)/6000 (mol).

– Tương tự: m_NaOH = (m’.10)/100 = m’/10 ⇒ n_NaOH = m’/(40.10)= m’/400 (mol).

– Do phản ứng xảy ra vừa đủ, nên số mol của CH3COOH bằng số mol của NaOH, ta có:
n_CH3COOH = n_NaOH ⇒ (m.a)/6000 = m’/400 ⇒ a = 24.m’/m.