C4H10 ra CH3COOH l C4H10 + O2 → CH3COOH + H2O | Butan ra

Phản ứng C4H10 + O2 → CH3COOH + H2O

1. Phương trình phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

C4H10 + O2 CH3COOH + H2O

Lưu ý: Phản ứng cháy hoàn toàn sản phẩm đốt cháy C4H10 tạo ra CO2 và H2O

C4H10 + 13/2O2 4CO2 + 5H2O

2. Điều kiện phản ứng xảy ra oxi hóa không hoàn toàn butan

Nhiệt độ: nhiệt độ Xúc tác: Mn2+.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của C4H10 (Butan)

– Trong phản ứng trên C4H10 là chất khử.

– Trong công nghiệp, với điều kiện chất xúc tác và nhiệt độ thích hợp từ butan điều chế ra axit axetic (CH3COOH).

3.2. Bản chất của O2 (Oxi)

Trong phản ứng trên O2 là chất oxi hoá.

4. Các phương pháp điều chế Axit axetic

Trong công nghiệp, đi từ Butan C4H10:

2C4H10 + 3O2 (xúc tác, to) → 4CH3COOH + 2H2O

Trong phòng thí nghiệm:

2CH3COONa + H2SO4 2CH3COOH + Na2SO4

Để sản xuất giấm ăn, người ta thường dùng phương pháp lên men dung dịch rượu etylic loãng:

CH3CH2OH + O2 CH3COOH + 2H2O

5. Tính chất hóa học của C4H10

Trong phân tử C4H10 các liên kết xích ma bền vững, vì thế C4H10 tương đối trơ về mặt hóa học: Ở nhiệt độ thường, chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh (như KMnO4) Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác, nhiệt, C4H10 tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.

5.1. Phản ứng thế bởi halogen

– Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp butan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hidro bằng clo. Tương tự như metan.

C4H10 + Cl2 → C4H9Cl + HCl

– Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.

5.2. Phản ứng tách (gãy liên kết C-C và C-H)

– Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr2O3, Fe, Pt,…), các ankan không những bị tách hidro tạo thành các hidrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.

5.3. Phản ứng oxi hóa

– Khi đốt, butan bị cháy tạo ra CO2, H2O và tỏa nhiều nhiệt

– Nếu không đủ oxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO2 và H2O còn tạo ra các sản phẩm như CO, than muội, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.

6. Câu hỏi bài tập

Câu 1. Phương pháp được xem là hiện đại để điều chế axit axetic là:

A. Tổng hợp từ CH3OH và CO

B. Phương pháp oxi hóa CH3CHO

C. Phương pháp lên men giấm từ ancol etylic

D. Điều chế từ muối axetat

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Tất cả các cách trên điều điều chế được axit axetic trực tiếp, tuy nhiên trong công nghiệp người ta đi từ metanol để điều

chế axit axetic

CH3OH + CO → CH3COOH

Đây là phương pháp hiện đại để sản xuất axit axetic.Do metanol và cacbon oxit được điều chế từ metan có sẵn trong

khí thiên nhiên và khí mỏ dầu nên chi phí sản xuất rẻ, tạo sản phẩm với giá thành hạ.

Câu 2. Dãy chất phản ứng với axit axetic là

A. K, ZnO, Cu, Na2CO3, KOH

B. Al, ZnO, Fe, Na2CO3, Ag

C. Cu, SO2, Na2CO3, Fe, KOH

D. Zn , ZnO, Na2CO3, Fe, KOH

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Zn + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2

ZnO + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2O

2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + H2O + CO2

Fe + 2CH3COOH → (CH3COO)2Fe + H2

CH3COOH + KOH → CH3COOK + H2O

Câu 3. Có 3 chất hữu cơ có công thức phân tử là C2H4, C2H4O2, C2H6O được kí hiệu ngẫu nhiên là A, B, C biết:

Chất A và C tác dụng được với natri.

Chất B ít tan trong nước

Chất C tác dụng được với Na2CO3 Công thức phân tử của A, B, C lần lượt là

A. C2H4, C2H4O2, C2H6O.

B. C2H4, C2H6O, C2H4O2.

C. C2H6O, C2H4O2, C2H4

D. C2H6O, C2H4, C2H4O2.

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích: