Bài học

Tính chất hóa học của acetic acid

Em sẽ làm được gì?

Viết đúng 5 phản ứng thể hiện tính acid của acetic acid (quỳ tím, kim loại, đá vôi, oxide base, base); nhận biết phản ứng ester hóa; tính được thể tích/khối lượng sản phẩm từ khối lượng acetic acid đã cho.

Cần nhớ trước

Tính chất chung của acid vô cơ (Course Acid, base, oxide, muối — Hóa học 8/9); acetic acid có nhóm –COOH (bài trước).

Vì sao giấm có thể tẩy sạch cặn trắng bám trong ấm đun nước, làm mềm xương cá khi ướp, hay khiến vỏ trứng sủi bọt khi ngâm? Vì acetic acid là một acid thật sự — tuy là acid hữu cơ yếu, nhưng vẫn mang đầy đủ tính chất hóa học của một acid, hoàn toàn tương tự HCl hay H₂SO₄ loãng mà em đã học ở Hóa học 8.

Năm phản ứng thể hiện tính acid

a) Làm đổi màu quỳ tím → quỳ tím chuyển sang đỏ (đã giải thích ở bài trước: nhóm –COOH tách ra ion H⁺).

b) Tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học, giải phóng khí hydrogen:

$2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2\uparrow$

Cũng như acid vô cơ, acetic acid chỉ phản ứng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học (K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe...); kim loại đứng sau H như Cu, Ag thì không phản ứng — đây là lí do dụng cụ bằng đồng, bạc vẫn an toàn khi tiếp xúc với giấm, còn dụng cụ bằng sắt, kẽm để lâu trong giấm sẽ bị ăn mòn dần.

c) Tác dụng với muối carbonate (ví dụ đá vôi, vỏ trứng, bột nở), sinh khí carbon dioxide:

$2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2\uparrow$

**a) Làm đổi màu quỳ tím** → quỳ tím chuyển sang **đỏ** (đã giải thích ở bài trước: nhóm –COOH tách ra ion H⁺). **b) Tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen** trong dãy hoạt động hóa học, giải phóng khí hydrogen: $$2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2\uparrow$$ Cũng như acid vô cơ, acetic acid **chỉ** phản ứng với kim loại đứng **trước** hydrogen trong dãy hoạt động hóa học (K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe...); kim loại đứng sau H như Cu, Ag thì **không** phản ứng — đây là lí do dụng cụ bằng đồng, bạc vẫn an toàn khi tiếp xúc với giấm, còn dụng cụ bằng sắt, kẽm để lâu trong giấm sẽ bị ăn mòn dần. **c) Tác dụng với muối carbonate** (ví dụ đá vôi, vỏ trứng, bột nở), sinh khí carbon dioxide: $$2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2\uparrow$$

d) Tác dụng với oxide base, tạo muối và nước:

$2CH_3COOH + CuO \rightarrow (CH_3COO)_2Cu + H_2O$

e) Tác dụng với base (phản ứng trung hòa):

$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$

Muối tạo thành gọi chung là acetate (muối của acetic acid), ví dụ CH₃COONa (sodium acetate), (CH₃COO)₂Ca (calcium acetate), (CH₃COO)₂Cu (copper(II) acetate). Vì acetic acid là acid yếu, các phản ứng trên xảy ra chậm hơn và ít mãnh liệt hơn so với acid vô cơ mạnh như HCl, nhưng bản chất phản ứng thì hoàn toàn giống nhau.

**d) Tác dụng với oxide base**, tạo muối và nước: $$2CH_3COOH + CuO \rightarrow (CH_3COO)_2Cu + H_2O$$ **e) Tác dụng với base** (phản ứng trung hòa): $$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$$ Muối tạo thành gọi chung là **acetate** (muối của acetic acid), ví dụ CH₃COONa (sodium acetate), (CH₃COO)₂Ca (calcium acetate), (CH₃COO)₂Cu (copper(II) acetate). Vì acetic acid là acid **yếu**, các phản ứng trên xảy ra chậm hơn và ít mãnh liệt hơn so với acid vô cơ mạnh như HCl, nhưng bản chất phản ứng thì hoàn toàn giống nhau.

Acetic acid có đủ năm phản ứng của một acid — đổi màu quỳ, tác dụng kim loại, carbonate, oxide base, base.

Phản ứng ester hóa (mức nhận biết)

Khác với các acid vô cơ, acetic acid còn tác dụng được với alcohol để tạo ra ester (một hợp chất có mùi thơm đặc trưng) — gọi là phản ứng ester hóa, cần có xúc tác H₂SO₄ đặc và đun nóng:

$CH_3COOH + C_2H_5OH \underset{H_2SO_4\ đặc,\ t^\circ}{\rightleftharpoons} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

Ester ethyl acetate tạo thành có mùi thơm dễ chịu (mùi chuối chín), thường dùng làm dung môi sơn, hương liệu thực phẩm. Ở mức Foundation, em chỉ cần nhận biết đây là phản ứng giữa acid và alcohol tạo ester, chưa cần đi sâu vào cơ chế phản ứng.

Khác với các acid vô cơ, acetic acid còn **tác dụng được với alcohol** để tạo ra **ester** (một hợp chất có mùi thơm đặc trưng) — gọi là **phản ứng ester hóa**, cần có xúc tác H₂SO₄ đặc và đun nóng: $$CH_3COOH + C_2H_5OH \underset{H_2SO_4\ đặc,\ t^\circ}{\rightleftharpoons} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$$ Ester ethyl acetate tạo thành có mùi thơm dễ chịu (mùi chuối chín), thường dùng làm dung môi sơn, hương liệu thực phẩm. Ở mức Foundation, em chỉ cần **nhận biết** đây là phản ứng giữa acid và alcohol tạo ester, chưa cần đi sâu vào cơ chế phản ứng.

Ví dụ

Ví dụ 1 — Hiện tượng và phương trình với đá vôi

1
Cho giấm ăn vào vỏ trứng (thành phần chính CaCO₃). Nêu hiện tượng và viết phương trình.
2
Vỏ trứng sủi bọt khí (CO₂) và tan dần theo thời gian.
3
$2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2\uparrow$
$$2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2\uparrow$$
4
Acetic acid phản ứng với carbonate giải phóng CO₂ — đây chính là lí do giấm có thể tẩy được cặn vôi bám trong ấm đun nước.

Ví dụ

Ví dụ 2 — Tính thể tích khí hydrogen sinh ra

1
Cho 9 gam acetic acid tác dụng hết với magnesium dư. Tính thể tích khí hydrogen thu được (đkc: 25°C, 1 bar, Vm = 24,79 lít/mol).
2
$n_{CH_3COOH} = \dfrac{9}{60} = 0{,}15 \text{ mol}$
$$n_{CH_3COOH} = \dfrac{9}{60} = 0{,}15 \text{ mol}$$
3
$2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2\uparrow$ $n_{H_2} = \dfrac{1}{2} n_{CH_3COOH} = \dfrac{0{,}15}{2} = 0{,}075$ mol.
$$2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2\uparrow$$ $n_{H_2} = \dfrac{1}{2} n_{CH_3COOH} = \dfrac{0{,}15}{2} = 0{,}075$ mol.
4
$V_{H_2} = 0{,}075 \times 24{,}79 = 1{,}859 \approx 1{,}86 \text{ lít}$
$$V_{H_2} = 0{,}075 \times 24{,}79 = 1{,}859 \approx 1{,}86 \text{ lít}$$
5
Thể tích khí hydrogen thu được xấp xỉ 1,86 lít.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Lỗi thường gặp

Acetic acid là acid yếu nhưng vẫn có đủ tính chất hóa học của acid. Đừng nhầm “yếu” là “không phản ứng” — nó vẫn tác dụng được với kim loại, đá vôi, oxide base và base như mọi acid, chỉ là phản ứng xảy ra chậm và êm dịu hơn acid mạnh.

Trong đời sống, người ta tận dụng chính năm phản ứng này: giấm dùng để khử mùi tanh và làm mềm xương cá nhỏ khi kho (nhờ phản ứng với calcium trong xương), giấm pha loãng dùng ướp thịt giúp thịt mềm hơn, và giấm cũng được dùng để làm sạch cặn vôi (calcium carbonate) bám trong ấm đun nước hay vòi sen — chính là phản ứng (c) ở trên. Hiểu rõ cơ chế hóa học giúp em giải thích được những hiện tượng quen thuộc này bằng ngôn ngữ khoa học, thay vì chỉ biết “làm theo kinh nghiệm”.

Trong đời sống, người ta tận dụng chính năm phản ứng này: **giấm** dùng để khử mùi tanh và làm mềm xương cá nhỏ khi kho (nhờ phản ứng với calcium trong xương), **giấm pha loãng** dùng ướp thịt giúp thịt mềm hơn, và giấm cũng được dùng để **làm sạch cặn vôi** (calcium carbonate) bám trong ấm đun nước hay vòi sen — chính là phản ứng (c) ở trên. Hiểu rõ cơ chế hóa học giúp em giải thích được những hiện tượng quen thuộc này bằng ngôn ngữ khoa học, thay vì chỉ biết “làm theo kinh nghiệm”.

Ghi nhớ

Acetic acid có đủ tính acid: đỏ quỳ; +Mg→muối+H₂; +CaCO₃→muối+H₂O+CO₂; +CuO→muối+H₂O; +NaOH→CH₃COONa+H₂O. Ngoài ra còn phản ứng ester hóa với alcohol (cần H₂SO₄ đặc, đun nóng). Nhớ dùng Vm = 24,79 lít/mol khi tính thể tích khí ở đkc 25°C, 1 bar.

Đến đây ta đã học đầy đủ cả ethylic alcohol lẫn acetic acid — hai chất lỏng không màu, đều tan trong nước, nhưng tính chất hóa học lại rất khác nhau. Bài sau sẽ hệ thống lại điểm giống, điểm khác, và cách nhận biết hai chất này trong phòng thí nghiệm.