Tổng hợp este bằng đun hồi lưu
Đun axit cacboxylic với ancol dưới ống sinh hàn dựng đứng: hơi ngưng tụ và quay lại bình, nên các chất dễ bay hơi có thể sôi lâu mà không bị mất.
Mục tiêu
Giải thích vì sao phản ứng este hoá được đun hồi lưu, nêu tên từng bộ phận của dụng cụ và liên hệ kĩ thuật này với tính thuận nghịch của phản ứng.
Dụng cụ và hoá chất
Axit axetic và etanol, vài giọt axit sulfuric đặc, bình cầu đáy tròn, sinh hàn hồi lưu (Liebig) với ống nước, bể gia nhiệt và hạt chống sôi.
Cách làm
- Nhận biết từng bộ phận: bình cầu chứa hỗn hợp phản ứng, ống sinh hàn nước dựng đứng, đường nước vào/ra và nguồn nhiệt.
- Theo dõi đường đi của hơi: rời chất lỏng đang sôi, đi vào khoang sinh hàn, ngưng tụ trên thành lạnh và nhỏ trở lại — chất trong bình không thoát ra ngoài.
- So sánh với chưng cất đơn giản: ở hồi lưu, chất ngưng quay lại cùng một bình (khối lượng bảo toàn); ở chưng cất, chất ngưng được thu vào bình riêng (các cấu tử được tách).
- Liên hệ thời gian hồi lưu với phản ứng este hoá chậm và thuận nghịch: giữ hỗn hợp ở điểm sôi trong thời gian dài giúp cân bằng đạt độ chuyển hoá tối đa.
Điều cần quan sát
- Hơi chỉ dâng lên một phần ống sinh hàn rồi ngưng tại đó; mức chất lỏng trong bình hầu như không đổi theo thời gian.
- Nước làm lạnh vào ở đáy vỏ ống và ra ở đỉnh, nên ống sinh hàn luôn đầy nước và được làm lạnh hiệu quả.
Giải thích
Hồi lưu giữ phản ứng ở điểm sôi mà không mất chất: ống sinh hàn trả từng giọt hơi về bình. Với cân bằng CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O, điều này cho phản ứng chậm đủ thời gian đạt tới trạng thái cân bằng; dụng cụ trong mô phỏng là dạng phổ thông với sinh hàn Liebig dựng đứng.
Lịch sử thí nghiệm
Nhà hoá học liên quan
Chủ đề liên quan
Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.