Tính chất hóa học của axit axetic (CH3COOH)

Axit axetic còn gọi là acid ethanoic là một axit yếu thuộc nhóm axit carboxylic. Thể hiện nhiều tính chất hóa học đặc trưng của axit và nhóm chức carboxyl (-COOH). Dưới đây là chi tiết về các tính chất hóa học và các thí nghiệm minh họa.

1. Tính chất hóa học của axit axetic

a) Tính axit

Axit axetic có tính chất axit yếu, thể hiện khả năng phân ly trong nước

Phương trình

CH3COOH ⇌ CH3COO⁻ + H⁺.

Phản ứng với kim loại hoạt động (như kẽm, magie, sắt): Tạo muối acetate và giải phóng khí hydro.

2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2 (khí hydro thoát ra).

Phản ứng với bazơ (như natri hydroxit, kali hydroxit): Tạo muối acetate và nước.

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O.

Phản ứng với oxit bazơ (như natri oxit, canxi oxit): Tương tự phản ứng với bazơ, tạo muối và nước.

2CH3COOH + CaO → (CH3COO)2Ca + H2O.

Phản ứng với muối carbonate hoặc bicarbonate (như natri carbonate, natri bicarbonate): Giải phóng khí carbon dioxide (CO2), tạo muối và nước.

CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2 (khí CO2 thoát ra).

b) Phản ứng este hóa

Axit axetic phản ứng với rượu (alcohol) trong điều kiện xúc tác axit, tạo thành este và nước. Đây là phản ứng đặc trưng của nhóm -COOH.

Ví dụ

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O (axit axetic phản ứng với ethanol tạo thành etyl acetate, có mùi thơm đặc trưng).

c) Phản ứng khử

Axit axetic có thể bị khử thường trong điều kiện xúc tác mạnh từ đó tạo ra các hợp chất hữu cơ khác.

CH3COOH + 2[H] → CH3CHO + H2O (tạo aldehyde acetaldehyde).

CH3COOH + 4[H] → CH3CH2OH + H2O (tạo rượu ethylic).

d) Phản ứng oxy hóa

Axit axetic có thể bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh như kali permanganat KMnO4 hoặc kali dicromat K2Cr2O7, tạo ra carbon dioxide CO2 và nước H2O.

CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O.

e) Phản ứng với các chất như PCl3, PCl5, SOCl2

Axit axetic phản ứng với phosphor trichloride PCl3, phosphor pentachloride PCl5, hoặc thionyl chloride SOCl2 nhằm tạo ra acetyl chloride CH3COCl.

CH3COOH + PCl5 → CH3COCl + POCl3 + HCl.

2. Thí nghiệm minh họa các tính chất hóa học của axit axetic

Thí nghiệm 1: Tính axit (phản ứng với NaHCO3)

Dụng cụ và hóa chất: Ống nghiệm, axit axetic, natri bicarbonate NaHCO3.

Thực hiện: Cho một lượng nhỏ NaHCO3 vào ống nghiệm chứa dung dịch axit axetic.

Hiện tượng: Có sủi bọt khí (CO2) thoát ra, chứng tỏ phản ứng.

CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2.

Thí nghiệm 2: Phản ứng este hóa

Dụng cụ và hóa chất: Ống nghiệm, axit axetic, rượu ethanol, axit sulfuric (H2SO4) đặc.

Thực hiện: Trộn axit axetic và ethanol theo tỉ lệ 1:1, thêm vài giọt H2SO4 đặc, đun nóng nhẹ.

Hiện tượng: Tỏa mùi thơm đặc trưng của etyl acetate, phản ứng xảy ra.

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O.

Thí nghiệm 3: Phản ứng với kim loại hoạt động

Dụng cụ và hóa chất: Axit axetic, miếng kim loại magie (Mg).

Thực hiện: Thả một miếng Mg nhỏ vào dung dịch axit axetic loãng.

Hiện tượng: Có bọt khí hydro (H2) thoát ra.

2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2.

Thí nghiệm 4: Phản ứng với KMnO4

Dụng cụ và hóa chất: Axit axetic, dung dịch KMnO4.

Thực hiện: Thêm dung dịch KMnO4 vào axit axetic, đun nhẹ.

Hiện tượng: Màu tím của KMnO4 nhạt dần, sản phẩm tạo ra là CO2 và H2O.

Axit axetic có tính chất hóa học đa dạng, bao gồm tính axit, khả năng tạo muối, este hóa, khử và oxy hóa. Những phản ứng này không chỉ giúp nhận biết axit axetic trong thí nghiệm mà còn ứng dụng trong sản xuất công nghiệp và nghiên cứu hóa học.