Giải Câu 7 trang 10 SGK Hoá học 12

Lời giải

Phương trình phản ứng ester hoá (xúc tác $H_2SO_4$ đặc, đun nóng):

$$CH_3COOH + (CH_3)_2CHCH_2CH_2OH \xrightarrow{H_2SO_4\ đ,\ t^o} CH_3COOCH_2CH_2CH(CH_3)_2 + H_2O$$

Bước 1. Tính số mol các chất ban đầu.

- Acetic acid $CH_3COOH$ có $M = 60$ g/mol:
$$n_{CH_3COOH} = \dfrac{16,2}{60} = 0,27\ \text{mol}$$
- Isoamyl alcohol $(CH_3)_2CHCH_2CH_2OH$ (tức $C_5H_{12}O$) có $M = 88$ g/mol:
$$n_{alcohol} = \dfrac{15,2}{88} = 0,1727\ \text{mol}$$

Bước 2. Xác định chất phản ứng hết (chất thiếu).

Theo phương trình, acid và alcohol phản ứng theo tỉ lệ $1:1$. So sánh:
$$n_{CH_3COOH} = 0,27\ \text{mol} > n_{alcohol} = 0,1727\ \text{mol}$$

Vậy acetic acid dư, isoamyl alcohol phản ứng hết. Hiệu suất tính theo isoamyl alcohol.

Bước 3. Tính lượng ester (dầu chuối) theo lí thuyết.

Isoamyl acetate $CH_3COOCH_2CH_2CH(CH_3)_2$ (tức $C_7H_{14}O_2$) có $M = 130$ g/mol. Nếu alcohol phản ứng hết:
$$n_{ester\,(lt)} = n_{alcohol} = 0,1727\ \text{mol}$$
$$m_{ester\,(lt)} = 0,1727 \times 130 = 22,45\ \text{g}$$

Bước 4. Tính hiệu suất phản ứng.

Khối lượng ester thực tế thu được là $14,16$ g, nên:
$$H = \dfrac{m_{ester\,(tt)}}{m_{ester\,(lt)}} \times 100\% = \dfrac{14,16}{22,45} \times 100\% \approx 63,06\%$$

(Cách khác: $n_{ester\,(tt)} = \dfrac{14,16}{130} = 0,1089$ mol, suy ra $H = \dfrac{0,1089}{0,1727} \times 100\% \approx 63,06\%$ — cùng kết quả.)

Kết luận: Hiệu suất phản ứng điều chế dầu chuối khoảng $63\%$.

Đáp số