Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm điều chế isoamyl acetate theo các bước sau:
• Bước 1: Cho vào bình cầu 11 mL isoamyl alcohol ((CH3)2CHCH2CH2OH, khối lượng riêng bằng 0,81 g/mL), 24 mL acetic acid (CH3COOH, khối lượng riêng bằng 1,049 g/mL), 1 mL H2SO4 đặc và vài viên đá bọt. Lắp bình cầu vào hệ thống ống sinh hàn đảm bảo chắc chắn và kín khít. Sau đó đun nóng bình cầu trong khoảng 1,5 giờ.
• Bước 2: Sau khi đun, để nguội rồi rót sản phẩm vào phễu chiết, thêm 50 mL nước cất vào phễu, lắc đều rồi để yên khoảng 5 phút, lúc đó chất lỏng tách thành hai lớp, loại bỏ phần chất lỏng phía dưới, lấy phần chất lỏng phía trên.
• Bước 3: Cho từ từ dung dịch NaHCO3 5% vào phần chất lỏng thu lấy ở bước 2 và lắc đều cho đến khi không còn khí thoát ra, thêm tiếp 20 mL dung dịch NaCl bão hòa, lắc đều rồi để yên. Chiết lấy phần chất lỏng phía trên, sau đó loại bỏ nước khỏi hỗn hợp bằng CaCl2 khan.
• Bước 4: Phần chất lỏng thu được sau bước 3 được cho vào hệ thống chưng chất, thu được 7,5 mL isoamyl acetate (khối lượng riêng bằng 0,876 g/mL).
a) Hiệu suất toàn bộ quá trình điều chế isoamyl acetate là 49,9%. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần mười).
b) Isoamyl acetate là ester no, đơn chức, mạch hở.
c) Ở bước 1, xảy ra phản ứng ester hóa.
d) Ở bước 3, nếu thay dung dịch NaHCO3 bằng dung dịch NaOH bão hòa thì hiện tượng thí nghiệm vẫn xảy ra tương tự.
(a) Đúng, phản ứng:
(CH3)2CHCH2CH2OH + CH3COOH ⇋ CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O
n(CH3)2CHCH2CH2OH = 11.0,81/88 = 0,10125 mol
nCH3COOH = 24.1,049/60 = 0,4196 mol
—> Hiệu suất tính theo alcohol.
nCH3COOCH2CH2CH(CH3)2 = 7,5.0,876/130 = 0,05054 mol
—> H = 0,05054/0,10125 = 49,9%
(b) Đúng, isoamyl acetate (CTPT là C7H14O2, dạng CnH2nO2) là ester no, đơn chức, mạch hở.
(c) Đúng
(d) Sai, dùng NaOH sẽ không thoát khí CO2. Không nên dùng NaOH bão hòa vì rất khó kiểm soát lượng kiềm dư (kiềm dư làm ester bị thủy phân), có thể dùng dung dịch NaOH loãng và kiểm soát bằng quỳ tím.