Hóa học 11 CTST Bài 19: Carboxylic acid

Một số carboxylic acid trong tự nhiên và trong cuộc sống

a. Khái niệm và cấu trúc của carboxylic acid

Hình 19.1. Cấu trúc phân tử của một số carboxylic acid

 

- Carboxylic acid là hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm carboxyl(–COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon (của gốc hydrocarbon hoặc của nhóm -COOH khác) hoặc nguyên tử hydrogen.

- Công thức chung của carboxylic acid đơn chức, no, mạch hở: C_nH_2n+1COOH (n ≥0).

- Carboxylic acid trong phân tử có 1 nhóm -COOH gọi là monocarboxylic acid hay còn gọi là acid hữu cơ đơn chức.

Ví dụ:

 

- Carboxylic acid chứa từ 2 nhóm chức COOH trở lên gọi là acid hữu cơ đa chức.

Ví dụ:

 

 Hình 19.2. Cấu tạo và mô hình phân tử của acetic acid

 

b. Viết công thức cấu tạo và gọi tên một số carboxylic acid

Bảng 19.1. Công thức cấu tạo và tên gọi của một số carboxylic acid

 

- Tên theo danh pháp thay thế của carboxylic acid đơn chức, mạch hở:

 

- Mạch chính là mạch carbon dài nhất chứa nhóm -COOH.

- Đánh số nguyên tử carbon của nhóm -COOH là 1.

Bảng 19.2. Thông số vật lí của một số carboxylic acid

 

Do cấu tạo của nhóm carboxyl nên carboxylic acid có khả năng tạo thành liên kết hydrogen bền vững hơn liên kết hydrogen giữa các phân tử alcohol, do đó ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lí của chúng.

 

Hình 19.3. Liên kết hydrogen giữa carboxylic acid và nước, giữa các phân tử carboxylic acid với nhau

 

Nhiệt độ sôi của carboxylic acid cao hơn nhiệt độ sôi của alcohol, aldehyde, ketone tương ứng vì có liên kết hydrogen giữa 2 phân tử hoặc giữa nhiều phân tử.

 

- Nhờ khả năng tạo liên kết hydrogen với nước, các carboxylic acid đầu dãy tan vô hạn trong nước. Độ tan giảm dần theo độ tăng chiều dài mạch carbon.

- Nhóm C=O hút electron nên liên kết O–H trong carboxylic acid phân cực hơn so với alcohol, phenol.

- Trong dung dịch nước, carboxylic acid phân li theo cân bằng:

RCOOH \(\rightleftharpoons\) RCOO^- + H⁺

a. Tính acid

Carboxylic acid thể hiện tính acid yếu. Chúng thể hiện đầy đủ tính chất của acid.

Ví dụ:

 

b. Phản ứng ester hoá

Carboxylic acid tác dụng với alcohol tạo sản phẩm là ester và nước. Phản ứng ester hoá là phản ứng thuận nghịch, xảy ra chậm ở điều kiện thường.

 

a. Ứng dụng

Hình 19.5. Một số ứng dụng của carboxylic acid

 

b. Điều chế

Phương pháp lên men giấm

– Phương pháp lên men được sử dụng từ thời xa xưa để làm giấm.

– Nguyên liệu thường là các loại rượu như rượu gạo, rượu táo, rượu vang,...

– Quá trình lên men nhờ vi khuẩn acetobacter (men giấm) chuyển hoá ethanol thành acetic acid bởi oxygen không khí.

Ví dụ: C2H5OH + O2 \(\xrightarrow{men\,giấm}\) CH3COOH + H2O

Trong công nghiệp, người ta cung cấp thêm oxygen để tăng tốc độ phản ứng lên men.

Phương pháp oxi hoá alkane

Các alkane bị oxi hoá cắt mạch tạo thành các acid:

 

Ví dụ: 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2 \(\xrightarrow{xúc\,tác,\,{{t}^{0}},\,p}\) 4CH3COOH + 2H2O

Bài 1. Chất X (có M = 60 và chứa C, H, O). Chất X phản ứng được với Na, NaOH, NaHCO₃, tên gọi của X là

A. formic acid. 

B. methyl formate.

C. acetic acid.

D. propanol.

 

Hướng dẫn giải

X phản ứng được với Na, NaOH, NaHCO₃ nên X là axit.

Lại có MX = 60. Vậy X là acetic acid (CH₃COOH).

 

Bài 2. Để trung hòa a mol carboxylic acid A cần 2a mol NaOH. Đốt cháy hoàn toàn a mol A thu được 3a mol CO₂. A có công thức phân tử là

A. C₃H₄O₂. 

B. C₃H₆O₂. 

C. C₆H₁₀O₄.          

D. C₃H₄O₄.

 

Hướng dẫn giải

nNaOH : nA = 2 : 1  

=> A có 2 nhóm COOH

nCO₂ : nA = 3 : 1  

=> A có 3 C

=> A là HOOC - CH₂  - COOH (công thức phân tử: C₃H₄O₄)

Học xong bài học này, em có thể:

– Nêu được khái niệm, đặc điểm về tính chất vật lí của carboxylic acid.

– Viết được công thức cấu tạo và gọi tên một số acid theo danh pháp thay thế (C1–C5) và một vài acid thường gặp theo tên thông thường.

– Trình bày được đặc điểm cấu tạo và hình dạng phân tử acetic acid.

– Trình bày được tính chất hoá học cơ bản; ứng dụng của một số carboxylic acid thông dụng và phương pháp điều chế carboxylic acid

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 CTST Bài 19 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Công thức chung của carboxylic acid no, đơn chức, mạch hở là

  • A. C_nH_2nO₂.   
  • B. C_nH_2n+2O₂.
  • C. C_nH_2n+1O₂.      
  • D. C_nH_2n-1O₂.

• Câu 2:

  Chất X (có M = 60 và chứa C, H, O). Chất X phản ứng được với Na, NaOH, NaHCO₃, tên gọi của X là

  • A. formic acid. 
  • B. methyl formate.
  • C. acetic acid.
  • D. alcohol propylic.

• Câu 3:

  Ngày 2/4/ 2019, trang web của thành phố Osaka đã đăng tải thông tin về việc thu hồi sản phẩm tương ớt Chin-su nhập khẩu từ Việt Nam chứa benzoic acid – một hóa chất bị cấm sử dụng trong tương ớt Nhật Bản.Công thức phân tử của benzoic acid là

  • A. C₆H₆O₂
  • B. C₇H₈O₂
  • C. C₇H₆O
  • D. C₇H₆O₂

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 CTST Bài 19 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 124 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 1 trang 124 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 1 trang 125 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 2 trang 125 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 2 trang 126 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 1 trang 126 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 2 trang 126 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 3 trang 126 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 3 trang 127 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 4 trang 127 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động trang 127 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 5 trang 128 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 6 trang 128 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 7 trang 128 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 128 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 1 trang 129 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động 2 trang 129 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 8 trang 129 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 9 trang 129 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 10 trang 129 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Hoạt động trang 129 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 11 trang 130 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Thảo luận 12 trang 131 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 131 SGK Hoá học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 1 trang 132 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 2 trang 132 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 3 trang 132 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài 4 trang 132 SGK Hóa học 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Hóa học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!