CH3CHO + O2 → CH3COOH | CH3CHO ra CH3COOH

CH3CHO + O2 → CH3COOH | CH3CHO ra CH3COOH
1. Phương trình CH3CHO + O2 -> CH3COOH
- Phương trình hóa học biểu diễn quá trình chuyển đổi từ CH3CHO thành CH3COOH như sau:
2CH3CHO + O2 -> 2CH3COOH
- Hiện tượng nhận biết phản ứng là sự xuất hiện chất khí hóa lỏng.
- Điều kiện phản ứng bao gồm nhiệt độ và xúc tác, trong trường hợp này là ion Mn2+.
- Bản chất của các chất tham gia phản ứng được mô tả như sau:
+ Bản chất của CH3CHO (Andehit axetic)
Trong phản ứng, CH3CHO đóng vai trò là chất khử. Dưới tác động của xúc tác và ở nhiệt độ
thích hợp, CH3CHO phản ứng với O2, tạo thành axit axetic CH3COOH thông qua quá trình oxi hóa không hoàn toàn. + Bản chất của O2 (Oxi)
O2 trong phản ứng thể hiện vai trò của chất oxi hóa, tham gia vào quá trình oxi hóa của
CH3CHO để tạo ra CH3COOH.
2. Tính chất của các chất tham gia phản ứng
2.1. Tính chất của CH3CHO
Andehit axetic, hay còn được biết đến với tên gọi axetandehit (ethanal), đứng trong số những
anđehit cơ bản nhất và phổ biến nhất, tồn tại rộng rãi trong tự nhiên và được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp. Công thức hóa học của andehit axetic là CH3CHO, và thường được viết
dưới dạng MeCHO (với Me tượng trưng cho methyl).
Cấu trúc phân tử của andehit axetic bao gồm nhóm chức andehit - CH = O liên kết trực tiếp
với nhóm CH3 - CH3 - CH = O. Trong cấu trúc này, nhóm C = O được coi là nhóm chức chính
của andehit và xeton, được gọi là nhóm carbonyl, với các đặc điểm như sau:
- Andehit có nhóm chức là CHO, trong đó nguyên tử carbon của nhóm carbonyl liên kết trực
tiếp với một nhóm ankyl và một nguyên tử H.
- Xeton có nhóm chức là CO, với nguyên tử C của nhóm carbonyl liên kết thẳng với 2 gốc ankyl CO.
Andehit axetic thường được gọi là axetandehit (ethanal), có công thức phân tử là CH3CHO.
Tính chất vật lý của CH3CHO - Andehit axetic thường xuất hiện dưới dạng chất lỏng trong
môi trường, không màu, có mùi đặc trưng và rất độc hại. Hợp chất này dễ cháy và hoà tan hoàn
toàn trong nước, với điểm sôi ở 20 độ C. Trong khoảng nồng độ từ 4 đến 57% thể tích, andehit
axetic có thể tạo nên phản ứng phát nổ khi tiếp xúc với nước.
Carl Wilhelm Scheele, nhà hóa học và dược sĩ người Thuỵ Điển, đã phát hiện andehit axetic
khoảng năm 1774 khi thực hiện phản ứng hoá học giữa mangan đioxit màu đen, axit sunfuric
và rượu. Cấu trúc của hợp chất hữu cơ này được Justus von Liebig mô tả vào năm 1835, sau
khi ông tạo ra andehit axetic tinh khiết bằng cách oxi hóa rượu etylic với cromic. Với khả năng
phản ứng cao, axetandehit đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sản xuất rượu và có thể
được chiết tách từ nước ép hoa quả, bơ thực vật, cũng như từ cà phê sấy.
Tính chất hoá học của anđehit axetic (CH3CHO) xuất phát từ cấu trúc phân tử chứa gốc anđehit,
do đó, anđehit axetic thể hiện những phản ứng điển hình của một anđehit nói chung. Các phản
ứng đặc trưng bao gồm:
- Phản ứng với Cu(OH)2 và NaOH: CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH3COONa + 3H2O + Cu2O
- Tác dụng với H2 tạo etanol: CH3CHO + H2 → CH3CH2OH Phương trình tổng quát:
R(CHO)x + XH2 → R(CH2OH)x, trong đó anđehit + H2 tạo ra ancol bậc 1.
Lưu ý: Trong phản ứng với H2, nếu gốc R có các liên kết pi, nguyên tử H sẽ cộng vào các liên kết này.
- Phản ứng với đồng (II) oxit:
2CH3CHO+Cu(OH)2→CH3COOH+2H2O+Cu2O
- Phản ứng tráng gương với mạ
bạc:AgNO3+3CH3CHO+5NH3→4Ag+3NH4NO3+3CH3COONH4
Đây là phản ứng đặc trưng và phổ biến trong hầu hết các hợp chất hữu cơ nhóm anđehit.
- Phản ứng với O2 thành axit axetic:
CH3CHO+21O2(xuˊctaˊcvaˋnhiệtđộ)→CH3COOH
Đây là phương pháp hiện đại để sản xuất axit axetic và khí CO.
Để đảm bảo phản ứng xảy ra, chất xúc tác như Co, Rh thường được sử dụng, vừa đáp ứng điều
kiện phản ứng mà còn tối ưu chi phí trong quá trình sản xuất. - Phản ứng với Br2: Br2+CH3CHO+H2O→CH3COOH+2HBr
Những phản ứng này đặc trưng cho tính chất hóa học đa dạng và quan trọng của anđehit axetic
trong các ứng dụng công nghiệp và hóa học hữu cơ.
2.2. Tính chất của O2
Tính chất Vật lý của Oxi:
Khí oxi xuất hiện không màu, không có mùi và không có vị, cũng như có khối lượng riêng cao
hơn không khí. Dưới áp suất của khí quyển, oxi chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái lỏng ở
nhiệt độ -183oC. Điều này làm nổi bật tính chất lỏng của oxi ở điều kiện thường.
Khí oxi có khả năng tan ít trong nước. Ví dụ, ở 20oC và áp suất 1 atm, 100 ml nước chỉ hòa
tan được 3,1 ml khí oxi. Độ tan của oxi ở 20oC và áp suất 1 atm trong 100g nước là 0,0043 g,
là một chỉ số đặc trưng cho khả năng hòa tan của nó.
Tính chất Hóa học của Oxi:
Trong phản ứng hóa học, nguyên tử oxi có khả năng dễ dàng nhận thêm 2 electron. Với độ âm
điện cao (3,44), chỉ kém duy nhất flo (3,98), oxi là một nguyên tố phi kim hoạt động hóa học
với tính oxi hoá mạnh mẽ. Trừ khi kết hợp với flo, nguyên tố oxi thường có số oxi hoá là -2 trong hợp chất.
Oxi tác động với hầu hết các kim loại (ngoại trừ Au, Pt, ...) và các nguyên tố phi kim (ngoại
trừ halogen). Nó cũng tác động với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ, thể hiện tính chất hóa học
đa dạng và quan trọng trong nhiều quá trình và ứng dụng khác nhau.
3. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho các khẳng định sau:
(a) Anđehit là hợp chất chỉ có tính khử.
(b) Anđehit cộng hiđro thành ancol bậc một.
(c) Anđehit tác dụng với AgNO3/NH3 tạo thành Ag.
(d) Anđehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát CnH2nO.
Số khẳng định đúng là A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Đáp án C
(b) Anđehit cộng hiđro thành ancol bậc một.
(c) Anđehit tác dụng với AgNO3/NH3 tạo thành Ag.
(d) Anđehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát CnH2nO.
Câu 2. Nhận xét nào sau đây không đúng?
A. Đốt cháy hoàn toàn anđehit no, đơn chức, mạch hở, thu được số mol CO2 và H2O bằng nhau.
B. Anđehit axetic làm đổi màu quỳ tím sang đỏ.
C. Axit fomic có thể tham gia phản ứng tráng bạc.
D. Phản ứng giữa axit axetic với ancol etylic tạo thành etyl axetat gọi là phản ứng este hóa. Đáp án B
Câu 3. Có bao nhiêu anđehit 2 chức có công thức đơn giản nhất là C2H3O? A. 2 B. 4 C. 1 D. 3 Đáp án A
Anđehit có CTPT dạng C2nH3nOn (anđehit no, mạch hở, n chức)
Do anđehit no, mạch hở, có n chức nên độ bất bão hòa: k = n
Ta có: H = 2C + 2 - 2k => 3n = 2.2n + 2 - 2n => n = 2
Vậy công thức công cấu tạo của anđehit là C4H6O2
=> Có 2 đồng phân: HOC-CH2-CH2-CHO; CH3CH(CHO)2
Câu 4. Có thể dùng một chất nào trong các chất dưới đây để nhận biết được các chất:
ancol etylic, glixerol, dung dịch anđehit axetic đựng trong ba lọ mất nhãn? A. Cu(OH)2/OH- B. Quỳ tím C. Kim loại Na D. dd AgNO3/NH3. Đáp án A
Câu 5. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol anđehit A no, mạch hở, đơn chức, ta thu được tổng
khối lượng CO2 và H2O là 49,6 gam. Anđehit A là A. C2H4O B. C3H6O2 C. C4H8O D. C5H10O Đáp án C
Câu 6. Hợp chất A chứa C, H, O có M < 90 đvC. A tham gia phản ứng tráng bạc và có thể
tác dụng với H2 (xt Ni) sinh ra ancol chứa C bậc IV trong phân tử. Công thức của A là A. (CH3)2CHCHO. B. (CH3)2CH-CH2CHO. C. (CH3)3C-CH2CHO. D. (CH3)3CCHO. Đáp án D
Câu 7. Hiện nay nguồn nguyên liệu chính để sản xuất anđehit axetic trong công nghiệp là A. etanol. B. etan. C. axetilen. D. etilen. Đáp án D
Câu 8. Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hợp chất hữu cơ X, thu được 2 mol CO2. Chất X tác
dụng được với K, tham gia phản ứng tráng bạc với phản ứng cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1 :
1. Công thức cấu tạo của X là A. HO-CH2-CH2-CH=CH-CHO. B. HOOC-CH=CH-COOH. C. HO-CH2-CH=CH-CHO. D. HO-CH2-CH2-CH2-CHO Đáp án C
Chất X có 4C, có chứa nhóm OH hoặc COOH, nhóm -CHO và có 1 liên kết đôi C=C. Phản
ứng cộng Br2 không phải là phản ứng cộng. Chọn đáp án có cấu trúc phù hợp với yêu cầu đề bài.
Câu 9. Cho 6,8 gam một chất hữu cơ A (có thành phần nguyên tố C, H, O) tác dụng vừa
đủ với dung dịch chứa 0,3 mol AgNO3 trong NH3, đun nóng, thu được 21,6 gam Ag. Công
thức cấu tạo của A là A. CH≡C-[CH2]2-CHO. B. CH2=C=CH-CHO. C. CH≡C–CH2CHO . D. CH3-C≡C-CHO. Đáp án C
Câu 10. Cho các nhận định sau:
(1) Không có ancol no nào ở điều kiện thường là chất khí.
(2) Nhiệt độ sôi của andehit luôn cao hơn nhiệt độ sôi của axit cacboxylic có cùng số nguyên tử cacbon.
(3) Số este có công thức phân tử C4H8O2 mà khi thủy phân trong môi trường axit thì thu được axit fomic là 2.
(4) Các ancol tan dễ dàng trong nước là nhờ có liên kết hiđro giữa ancol và các phân tử nước.
Trong các nhận xét trên, số nhận xét đúng là: A. 2. B. 3. C. 4. D. 1. Đáp án B
(1) Đúng: Không có ancol no nào ở điều kiện thường là chất khí.
(2) Sai: Nhiệt độ sôi của andehit thường thấp hơn nhiệt độ sôi của axit cacboxylic có cùng số nguyên tử cacbon.
(3) Đúng: Số este có công thức phân tử C4H8O2 mà khi thủy phân trong môi trường axit thì
thu được axit fomic là 2.
(4) Đúng: Các ancol tan dễ dàng trong nước là nhờ có liên kết hiđro giữa ancol và các phân tử nước.
Câu 11. Cho các nhận định sau về andehit:
(1) Andehit axetic thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với H2 (xúc tác Ni, to).
(2) Anđehit phản ứng với H2 (xúc tác Ni, to) luôn tạo ra ancol bậc một.
(3) Axit axetic không tác dụng được với Fe(OH)2.
(4) Phương pháp hiện đại để sản xuất anđehit axetic là oxi hóa không hoàn toàn etilen.
(5) Để điều chế anđehit từ ancol bằng một phản ứng, người ta dùng ancol bậc 1. Số phát biểu đúng là: A. 2. B. 3. C. 5. D. 4. Đáp án D