Đề bài
Tổng hợp isoamyl axetat [để làm dầu chuối] gồm 3 giai đoạn như sau:
A: Cho 60,0 ml axit axetic băng [axit 100%,\[D = 1,05g/c{m^3}\]], 108,6 ml 3-metylbutan-1-ol [ancol isoamylic,\[D = 0,81g/c{m^3}\], nhiệt độ sôi xem bảng 8.3] và 1 ml\[{H_2}S{O_4}\]vào bình cầu có nắp máy khuấy, ống sinh hàn [xem hình vẽ ở đầu chương] rồi đun sôi trong vòng 8 giờ]
B: Sau khi để nguội, lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước rồi lắc với dung dịch\[N{a_2}C{O_3}\], chiết bỏ lớp dung dịch nước, lại lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước.
C: Chưng cất lấy sản phẩm ở\[142 - {143^o}C\]thu được 60,0 ml isomyl axetat. Isomyl axetat là chất lỏng\[D = 0,87g/c{m^3}\], sôi ở\[142,{5^o}C\], có mùi thơm như mùi chuối chín [mùi dầu chuối].
a] Dùng hình vẽ đề mô tả 3 giai đoạn A, B, C [xem hình 4.1, 4.2]
b]Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở giai đoạn A và B.
c] Tính hiệu suất của phản ứng.
Lời giải chi tiết
a]
Cho axit axetic, ancol isomylic, axit sunfuric vào bình cầu đun trên bếp cách cát trong 4 giờ
Để nguội, rửa sản phẩm bằng nước, chiết loại bỏ \[{H_2}S{O_4}\] và \[C{H_3}{\rm{COO}}H\] dư. Tiếp tục lắc hỗn hợp với \[N{a_2}C{O_3}\], chiết và chưng cất sản phẩm ở \[142 - {143^o}C\] thu được isoamyl axetat.
b]
\[2C{H_3}{\rm{COO}}H + N{a_2}C{O_3} \to 2C{H_3}{\rm{COONa + C}}{{\rm{O}}_2} \]
\[+ {H_2}O\]
\[{H_2}S{O_4} + N{a_2}C{O_3} \to N{a_2}S{O_4} + C{O_2} \uparrow + {H_2}O\]
c] Khối lượng axit ban đầu: m = 60.1,05 = 63 [g] \[ \Rightarrow {n_{{\rm{ax}}it}} = 1,05\] mol
Khối lượng ancol isoamylic ban đầu: m = 108,6.0,81 = 88 [g] \[ \Rightarrow {n_{ancol}} = 1\] mol
Khối lượng este thu được: m = 66.0,87 = 52 [g] \[ \Rightarrow {n_{{\rm{es}}te}} = 0,4\] mol
Ancol là chất thiếu, dựa vào ancol để tính hiệu suất
Hiệu xuất \[H\% = {{{n_{pu}}} \over {{n_{bd}}}}.100 = {{0,4.100} \over 1} = 40\% \]