Giải bài 4 trang 132 Hoá 11 SGK Chân trời sáng tạo

Bài 4 trang 132 Hoá 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Điều chế ethyl acetate bằng cách cho 6 gam acetic acid tác dụng với 5,2 gam ethanol có xúc tác là dung dịch sulfuric acid đặc và đun nóng, thu được 5,28 gam ester. Tính hiệu suất của phản ứng.

Phân tích và Hướng dẫn giải

1. Phân tích đề bài

• Chất tham gia: Acetic acid ($CH_3COOH$) và Ethanol ($C_2H_5OH$).

• Sản phẩm: Ethyl acetate ($CH_3COOC_2H_5$) và nước.

• Xúc tác: $H_2SO_4$ đặc, nhiệt độ ($t^\circ$). Đây là phản ứng thuận nghịch.

• Số liệu thực tế: Khối lượng ester thực tế thu được là 5,28 gam.

2. Hướng dẫn các bước giải

• Bước 1: Tính số mol các chất tham gia và sản phẩm dựa vào công thức $n = \frac{m}{M}$.

• Bước 2: Viết phương trình hóa học. So sánh tỉ lệ số mol các chất tham gia để xác định hiệu suất tính theo chất nào (chất nào hết theo lý thuyết).

• Bước 3: Tính số mol sản phẩm theo lý thuyết dựa trên chất thiếu.

• Bước 4: Áp dụng công thức tính hiệu suất:

  $$H = \frac{m_{TT}}{m_{LT}} \cdot 100\% \text{ hoặc } H = \frac{n_{TT}}{n_{LT}} \cdot 100\%$$

Giải bài 4 trang 132 Hoá 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Ta có: $n_{CH_3COOH}=\frac{6}{60}=0,1(mol)$

$n_{C_2H_5OH}=\frac{5,2}{46}\approx 0,113(mol)$

$n_{CH_3COOC_2H_5}=\frac{5,28}{88}=0,06(mol)$

+ Phương trình hoá học:

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

0,1 mol CH₃COOH < 0,113 mol C₂H₅OH

⇒ Hiệu suất phản ứng tính theo CH₃COOH

+ Theo PTHH: 

n_{CH3COOC2H5,LT} = n_CH3COOH = 0,1(mol)

$H=\frac{n_{CH_3COOC_2H_5}}{n_{CH_3COOC_2H_{5,LT}}}$ $=\frac{0.06.100}{0,1}=60%$

Vậy hiệu suất phản ứng ester hóa là 60%.