C4H10 ra CH3COOH l C4H10 + O2 → CH3COOH + H2O | Butan ra Axit axetic

Phản ứng C₄H₁₀ + O₂ → CH₃COOH + H₂O

1. Phương trình phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

C₄H₁₀ + O₂ CH₃COOH + H₂O

Lưu ý: Phản ứng cháy hoàn toàn sản phẩm đốt cháy C₄H₁₀ tạo ra CO₂ và H₂O

C₄H₁₀ + 13/2O₂ 4CO₂ + 5H₂O

2. Điều kiện phản ứng xảy ra oxi hóa không hoàn toàn butan

Nhiệt độ: nhiệt độ Xúc tác: Mn²⁺.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của C₄H₁₀ (Butan)

- Trong phản ứng trên C₄H₁₀ là chất khử.

- Trong công nghiệp, với điều kiện chất xúc tác và nhiệt độ thích hợp từ butan điều chế ra axit axetic (CH₃COOH).

3.2. Bản chất của O₂ (Oxi)

Trong phản ứng trên O₂ là chất oxi hoá.

4. Các phương pháp điều chế Axit axetic

Trong công nghiệp, đi từ Butan C₄H₁₀:

2C₄H₁₀ + 3O₂ (xúc tác, t^o) → 4CH₃COOH + 2H₂O

Trong phòng thí nghiệm:

2CH₃COONa + H₂SO₄ 2CH₃COOH + Na₂SO₄

Để sản xuất giấm ăn, người ta thường dùng phương pháp lên men dung dịch rượu etylic loãng:

CH₃CH₂OH + O₂ CH₃COOH + 2H₂O

5. Tính chất hóa học của C₄H₁₀

Trong phân tử C₄H₁₀ các liên kết xích ma bền vững, vì thế C₄H₁₀ tương đối trơ về mặt hóa học: Ở nhiệt độ thường, chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh (như KMnO₄) Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác, nhiệt, C₄H₁₀ tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.

5.1. Phản ứng thế bởi halogen

- Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp butan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt 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, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.

5.2. 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 bị tách hidro tạo thành các hidrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.

5.3. 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, khi đó ngoài CO₂ và H₂O còn tạo ra các sản phẩm như CO, than muội, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.

6. Tính chất vật lí của C4H10

Butan là chất khí, không màu, dễ cháy, dễ hóa lỏng. Butan có trong khí thiên nhiên, khí chế biến dầu.

7. 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 điều điều chế được axit axetic trực tiếp, tuy nhiên trong công nghiệp người ta đi từ metanol để điều

chế axit axetic

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Đây là phương pháp hiện đại để sản xuất axit axetic.Do metanol và cacbon oxit được điều chế từ metan có sẵn trong

khí thiên nhiên và khí mỏ dầu nên chi phí sản xuất rẻ, tạo sản phẩm với giá thành hạ.

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 + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Zn + H₂

ZnO + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Zn + H₂O

2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂

Fe + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Fe + H₂

CH₃COOH + KOH → CH₃COOK + H₂O

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 biết:

Chất A và C tác dụng được với natri.

Chất B ít tan trong nước

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: