Bạn có biết rằng phản ứng C4H10 chuyển thành CH3COOH là một quá trình oxi hóa không hoàn toàn? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các yếu tố quan trọng của phản ứng này và những ứng dụng thực tế của nó.
Nội dung
Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn C4H10
Thông qua phản ứng C4H10 + O2 → CH3COOH + H2O, chúng ta có thể tạo ra axit axetic từ butan. Tuy nhiên, nếu phản ứng cháy hoàn toàn, sản phẩm đốt cháy của C4H10 sẽ là CO2 và H2O.
Công thức phản ứng cháy hoàn toàn của C4H10 là: C4H10 + 13/2O2 4CO2 + 5H2O
Điều kiện phản ứng oxi hóa không hoàn toàn của butan
Để phản ứng oxi hóa không hoàn toàn butan xảy ra, cần có các yếu tố sau:
- Nhiệt độ: nhiệt độ phù hợp.
- Xúc tác: Mn2+.
Bản chất của các chất tham gia phản ứng
Bản chất của C4H10 (Butan)
- Trong phản ứng trên, C4H10 được coi là chất khử.
- Trong công nghiệp, với sự hiện diện của chất xúc tác và nhiệt độ phù hợp, butan có thể được chuyển hóa thành axit axetic (CH3COOH).
Bản chất của O2 (Oxi)
- Trong phản ứng trên, O2 được coi là chất oxi hóa.
Các phương pháp điều chế Axit axetic
Trong công nghiệp, có thể điều chế axit axetic từ butan C4H10 theo các phương pháp sau:
- 2C4H10 + 3O2 (xúc tác, to) → 4CH3COOH + 2H2O
- 2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4
Ngoài ra, để sản xuất giấm ăn, người ta thường sử dụng phương pháp lên men dung dịch rượu etylic loãng:
- CH3CH2OH + O2 → CH3COOH + 2H2O
Tính chất hóa học của C4H10
Trong phân tử C4H10, các liên kết xích ma bền vững, làm cho nó trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường, C4H10 không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh như KMnO4. Tuy nhiên, dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác và nhiệt, C4H10 có thể tham gia vào các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.
Phản ứng thế bởi halogen
- Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp butan và clo, sẽ xảy ra phản ứng thế 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, gọi là dẫn xuất halogen.
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 tách hidro tạo thành các hidrocacbon không no mà còn gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.
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, tạo ra các sản phẩm như CO, than muối, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.
Tính chất vật lí của C4H10
Butan là một chất khí không màu, dễ cháy và dễ hóa lỏng. Nó có thể được tìm thấy trong khí thiên nhiên và khí chế biến dầu.
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 đều được sử dụng để điều chế axit axetic, nhưng trong công nghiệp, phương pháp điều chế từ metanol là phổ biến nhất.
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, ZnO, Na2CO3, Fe và KOH đều phản ứng với axit axetic.
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. Chất A và C tác dụng được với natri, chất B ít tan trong nước và 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: Chất A là etilen (C2H4), chất B là axit axetic (C2H4O2), và chất C là etanol (C2H6O).
Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về phản ứng C4H10 chuyển thành CH3COOH. Đừng quên ghé thăm fptskillking.edu.vn để tìm hiểu thêm về các khóa học và chuyên ngành liên quan!
