Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tổng hợp ethyl acetate, một loạt thí nghiệm được tiến hành với hỗn hợp phản ứng gồm acetic acid và ethanol theo tỷ lệ mol 1 : 1 và H2SO4 đặc được sử dụng làm chất xúc tác với nồng độ cố định. Quá trình phản ứng được thực hiện dưới điều kiện đun hồi lưu liên tục trong thời gian 6 giờ ở các mức nhiệt độ khác nhau. Sau khi kết thúc phản ứng, hỗn hợp được làm nguội và xử lí nhằm tách sản phẩm, sau đó tiến hành phân tích để đánh giá hiệu suất tạo thành ethyl acetate ở từng điều kiện nhiệt độ. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn ở đồ thị hình bên.
a) Phản ứng tổng hợp ethyl acetate trong thí nghiệm này được gọi là phản ứng ester hoá.
b) Hiệu suất phản ứng tổng hợp ethyl acetate lớn nhất ở 80°C.
c) Ethyl acetate được tách khỏi hỗn hợp sau phản ứng bằng phương pháp kết tinh.
d) Hiệu suất phản ứng ở nhiệt độ 20°C nhỏ hơn hiệu suất ở 80°C là do phản ứng ở 20°C xảy ra chậm hơn so với phản ứng ở 80°C.
Câu trả lời tốt nhất
(a)(b) Đúng
(c) Sai, ethyl acetate không tan nên được tách khỏi hỗn hợp sau phản ứng bằng phương pháp chiết.
(d) Sai
Hiệu suất được đánh giá bởi lượng chất tham gia đã chuyển hóa (so với lượng ban đầu) chứ không phải chất đó chuyển hóa nhanh hay chậm (cần lưu ý: Nhanh chưa chắc đã được nhiều và chậm không hẳn là được ít!)
Phản ứng ester hóa tỏa nhiệt nhẹ, như vậy tính công bằng thì ở 80°C hiệu suất sẽ thấp hơn ở 20°C. Tuy nhiên ở 20°C tốc độ phản ứng thuận và nghịch đều chậm nên thời gian để hệ đạt đến trạng thái cân bằng là rất lâu, kết quả cho thấy đun hồi lưu 6h là không đủ.
Như vậy hiệu suất ở 20°C thấp hơn ở 80°C là do ta chủ động kết thúc. Nếu cho thời gian đủ lâu, hiệu suất ở 20°C sẽ vượt 80°C.