Một nhóm học sinh dự đoán “nhiệt độ càng cao, hiệu suất phản ứng ester hoá càng cao”. Để kiểm tra dự đoán trên, nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm tổng hợp propyl acetate với nồng độ propyl alcohol và acetic acid không đổi nhưng thay đổi nhiệt độ phản ứng như sau:
• Bước 1: Cho 50,0 mL propyl alcohol; 50,0 mL acetic acid và khoảng 10 mL H2SO4 đặc vào bình cầu, lắc đều.
• Bước 2: Lắp ống sinh hàn hồi lưu vào bình phản ứng và đun trên bếp cách thuỷ ở nhiệt độ 60°C trong 60 phút.
• Bước 3: Chưng cất tách hỗn hợp sản phẩm, tách propyl acetate bằng phễu chiết, rửa sạch, làm khô bằng CaCl2 khan.
• Bước 4: Tiến hành chưng cất lại propyl acetate bằng hệ sinh hàn, thu propyl acetate và đong thể tích propyl acetate thu được bằng ống đong.
Lặp lại thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nhiệt độ ở bước 2 lần lượt là 65°C; 70°C; 75°C; 80°C; 85°C. Nhóm học sinh ghi lại thể tích propyl acetate thu được ở bảng sau:
Nhiệt độ (°C)…. 60….. 65….. 70….. 75….. 80….. 85
V ester (mL)… 26,0… 30,5… 35,0… 40,0… 36,5… 31,0
a) Phản ứng tạo thành propyl acetate xảy ra chủ yếu ở trong bình cầu.
b) Hiệu suất phản ứng ester hoá ở 80°C cao hơn ở 65°C.
c) Số liệu cho thấy phản ứng có nhiệt độ tối ưu ở 75°C, ở nhiệt độ này phản ứng đạt hiệu suất 100%.
d) Từ kết quả thí nghiệm trên học sinh kết luận dự đoán ở trên là sai.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, bình cầu là nơi thực hiện phản ứng, tại đây hội tụ đủ các yếu tố nhiệt độ, chất xúc tác cần thiết cho phản ứng ester hóa.
(b) Đúng, lượng ester tạo ra ở 80°C nhiều hơn ở 65°C (tương ứng 36,5 mL và 30,5 mL) nên hiệu suất ester hoá ở 80°C cao hơn.
(c) Sai, nhiệt độ tối ưu là 75°C (tạo ra lượng ester nhiều nhất) nhưng ester hóa là phản ứng thuận nghịch nên hiệu suất không thể đạt 100%.
(d) Đúng, hiệu suất phản ứng không phải khi nào cũng tăng khi nhiệt độ tăng. Hiệu suất cao nhất khi đạt nhiệt độ tối ưu là 75°C.
