Giới thiệu
Phản ứng chuyển hóa C2H5Cl + NaOH thành C2H5OH + NaCl là một phản ứng thế (SN1). Đây là phản ứng giữa hợp chất hữu cơ C2H5Cl (cloetan) và dung dịch NaOH (natri hydroxit) để tạo thành hợp chất C2H5OH (etanol) và muối NaCl (natri clorua).
Công thức phản ứng
Công thức phản ứng chuyển hóa C2H5Cl + NaOH thành C2H5OH + NaCl như sau:
C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl
Cách thực hiện phản ứng C2H5Cl + NaOH
Để thực hiện phản ứng C2H5Cl + NaOH, ta cần chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ sau:
- Cloetan (C2H5Cl)
- Natri hidroxit (NaOH)
- Nước (H2O)
- Bình nước (chứa nước)
- Bình đựng Cloetan và NaOH
- Bình đựng dung dịch NaCl và Etanol
Sau khi chuẩn bị đầy đủ các vật liệu và dụng cụ, ta tiến hành thực hiện các bước sau:
- Trộn Cloetan và NaOH vào trong bình đựng Cloetan và NaOH.
- Khuấy đều hỗn hợp và giữ nhiệt độ ở mức 70-80 độ C.
- Sau khi phản ứng hoàn tất, ta cho dung dịch đã phản ứng vào bình chứa nước và khuấy đều.
- Ta thu được dung dịch có chứa NaCl và Etanol, lọc bỏ chất rắn còn lại bằng cách sử dụng phễu lọc.
- Cuối cùng, ta có thể tiếp tục tinh chế và chiết rượu Etanol từ dung dịch thu được.
Lưu ý khi thực hiện phản ứng C2H5Cl + NaOH
- Phản ứng này tạo ra sản phẩm phụ là nước, cần đựng nước lại trong quá trình thực hiện phản ứng.
- Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao, cần đảm bảo an toàn khi thực hiện để tránh tai nạn.
- Cloetan và NaOH là các hợp chất độc hại, cần đeo đồ bảo hộ khi sử dụng.
Điều kiện phản ứng chuyển hóa C2H5Cl + NaOH thành C2H5OH + NaCl
1. Sử dụng dung dịch NaOH có nồng độ và lượng đúng
Để phản ứng diễn ra, cần phải sử dụng dung dịch NaOH với nồng độ phù hợp và đủ lượng để tác dụng với hợp chất C2H5Cl.
2. Duy trì nhiệt độ và áp suất phù hợp
Điều kiện nhiệt độ và áp suất cần được duy trì ở mức phù hợp, thường là nhiệt độ phòng và áp suất không quá cao hoặc quá thấp.
3. Sử dụng chất tinh khiết
Các chất phải được sử dụng trong trạng thái tinh khiết, đảm bảo không có tạp chất gây ảnh hưởng đến quá trình phản ứng.
4. Trộn đều các chất
Cần đảm bảo quá trình trộn đều các chất, đặc biệt là dung dịch NaOH và hợp chất C2H5Cl, để tăng khả năng tác dụng của các phân tử với nhau.
5. Sử dụng thiết bị an toàn
Cần sử dụng thiết bị phù hợp và đảm bảo an toàn, để tránh rò rỉ hoặc nổ khi phản ứng diễn ra.
Cơ chế phản ứng
Phản ứng giữa C2H5Cl và NaOH tạo ra sản phẩm C2H5OH và NaCl. Cơ chế của phản ứng này là quá trình thế nucleophile với sự tham gia của ion hydroxyl OH- trong NaOH. Ion OH- tấn công vào nguyên tử cacbon của nhóm clo C2H5Cl, đẩy đi clo và tạo thành liên kết giữa cacbon và hydroxyl để tạo thành sản phẩm C2H5OH. Quá trình này còn giải phóng ion Na+ và Cl- tạo thành sản phẩm phụ NaCl.
Ứng dụng trong sản xuất rượu etylic
Phản ứng giữa C2H5Cl và NaOH được sử dụng rộng rãi trong sản xuất rượu etylic. Sau khi phản ứng xảy ra, C2H5OH được sản xuất và tách ra để sử dụng trong các quá trình sản xuất bia, rượu và các sản phẩm khác. Sản phẩm phụ NaCl sau đó được loại bỏ. Phản ứng này cũng được sử dụng trong sản xuất các hợp chất hữu cơ khác và là một quy trình hóa học quan trọng trong ngành công nghiệp.
Bài tập vận dụng
Câu 1: Rượu etylic tác dụng được với Na vì
A. trong phân tử Rượu etylic có nguyên tử hiđro và nguyên tử oxi
B. trong phân tử Rượu etylic có nhóm –OH
C. trong phân tử Rượu etylic có nguyên tử oxi
D. trong phân tử Rượu etylic có nguyên tử cacbon, hiđro và nguyên tử oxi
Đáp án: B
Câu 2:
Cho 6,4g rượu etylic tác dụng với lượng dư axit clohidric thu được 9,04g muối etyliclorua. Tính khối lượng riêng của rượu etylic. Biết khối lượng riêng của muối etyliclorua là 1,18g/cm3.
Giải quyết:
Muối etyliclorua có khối lượng là 9,04g và khối lượng riêng là 1,18g/cm3, do đó khối lượng riêng của muối etyliclorua là:
rho(muoi etyliclorua) = m/V = 9,04/1,18 = 7,661 g/cm3
Khối lượng mol của muối etyliclorua là:
M(muoi etyliclorua) = (12 + 2×1 + 35,5)/1000 = 0,0475 kg/mol
Vì số mol của rượu etylic bằng số mol của muối etyliclorua, do đó ta có:
n(rượu etylic) = n(muối etyliclorua)
m(rượu etylic) / M(rượu etylic) = m(muối etyliclorua) / M(muối etyliclorua)
m(rượu etylic) / 46 = 9,04 / 0,0475
m(rượu etylic) = 5,514 g
Do đó, khối lượng riêng của rượu etylic là:
rho(rượu etylic) = m/V = 5,514/(6,4/100) = 86,09 g/cm3
Đáp án: 86,09 g/cm3.
Câu 3:
Số ml rượu etylic có trong 500 ml rượu 400 là 20ml. Để giải quyết bài toán này, ta cần sử dụng công thức tính phần trăm thể tích (%v/v) của dung dịch, được định nghĩa như sau:
%v/v = (V chất tan / V dung dịch) x 100%
Trong đó, V chất tan là thể tích của chất tan trong dung dịch, và V dung dịch là thể tích của dung dịch ban đầu.
Áp dụng công thức này vào bài toán, ta có:
Số ml rượu etylic có trong 500 ml rượu 400 = %v/v x 500ml
Vì số ml rượu etylic là 20 ml, nên ta có:
20ml = %v/v x 500ml
%v/v = 20ml / 500ml x 100% = 4%
Vậy, số phần trăm thể tích của rượu etylic trong dung dịch là 4%.
Nguồn tham khảo: https://en.wikipedia.org/wiki/Chloroethane
