Chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau đi sâu vào việc tìm hiểu các phản ứng hóa học của hai hợp chất quan trọng: etanal (ancol etylic) và axit propanoic. Các em đã sẵn sàng chưa nào? Chúng ta bắt đầu nhé!

Trước hết, cô xin nhắc lại một chút về cấu trúc và tính chất hóa học cơ bản của hai chất này.

Etanal, còn gọi là axetanđehit, có công thức phân tử là CH₃CHO. Nó là một anđehit, đặc trưng bởi nhóm chức -CHO. Nhóm chức này có khả năng tham gia nhiều phản ứng hóa học đặc trưng.

Axit propanoic, có công thức phân tử là CH₃CH₂COOH. Nó là một axit cacboxylic, đặc trưng bởi nhóm chức -COOH. Nhóm chức này thể hiện tính axit và khả năng tham gia các phản ứng của axit.

Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt xét các phản ứng của từng chất với các tác nhân được cho.

Phần 1: Phản ứng của Etanal (CH₃CHO)

Chúng ta sẽ xét 4 tác nhân lần lượt tác dụng với etanal: C₂H₅OH, CaO, H₂, AgNO₃/NH₃.

1. Etanal tác dụng với C₂H₅OH (ancol etylic)

Trong sách giáo khoa lớp 11, phản ứng này thuộc về phần tính chất của anđehit. Anđehit có thể tham gia phản ứng cộng với ancol tạo thành sản phẩm là hemiacetal và acetal. Tuy nhiên, phản ứng này thường xảy ra trong điều kiện xúc tác axit và với ancol no, mạch hở. Với etanal, phản ứng cộng với ancol có thể xảy ra.

Phương trình phản ứng tổng quát:
RCHO + R’OH \(\xrightarrow{H^+}\) RCH(OH)OR’ (hemiacetal)
RCH(OH)OR’ + R’OH \(\xrightarrow{H^+}\) RCH(OR’)₂ + H₂O (acetal)

Ở đây, R = CH₃ và R’ = C₂H₅.

Phản ứng tạo hemiacetal:
CH₃CHO + C₂H₅OH \(\xrightarrow{H^+}\) CH₃CH(OH)OC₂H₅
(Etanal) (Ancol etylic) (1-ethoxyetan-1-ol – hemiacetal)

Phản ứng tạo acetal:
CH₃CH(OH)OC₂H₅ + C₂H₅OH \(\xrightarrow{H^+}\) CH₃CH(OC₂H₅)₂ + H₂O
(1-ethoxyetan-1-ol) (Ancol etylic) (1,1-diethoxyetan – acetal)

Lưu ý: Phản ứng này thường cần xúc tác axit. Trong điều kiện thông thường, phản ứng có thể diễn ra chậm.

2. Etanal tác dụng với CaO (canxi oxit)

Canxi oxit (vôi sống) là một oxit bazơ mạnh. Nó có thể phản ứng với các chất có tính axit hoặc các chất có thể tạo thành muối với ion Ca²⁺. Etanal không có tính axit mạnh để phản ứng trực tiếp với CaO. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, CaO có thể hoạt động như một chất hút ẩm.

Trong khuôn khổ chương trình Hóa học lớp 11, chúng ta chủ yếu xét các phản ứng đặc trưng của nhóm chức anđehit. Etanal không có phản ứng trực tiếp với CaO để tạo thành sản phẩm hữu cơ rõ ràng theo các phản ứng chuẩn mực được học.

Do đó, chúng ta có thể ghi nhận là không có phản ứng xảy ra theo chương trình lớp 11.

3. Etanal tác dụng với H₂ (khí hiđro)

Đây là một phản ứng đặc trưng của nhóm chức anđehit, gọi là phản ứng khử. Anđehit bị khử bởi hiđro tạo thành ancol tương ứng. Phản ứng này cần xúc tác kim loại như Niken (Ni), Platin (Pt) hoặc Paladi (Pd) và thường đun nóng.

Phương trình phản ứng:
RCHO + H₂ \(\xrightarrow{Ni, t^0}\) RCH₂OH

Với etanal (CH₃CHO):
CH₃CHO + H₂ \(\xrightarrow{Ni, t^0}\) CH₃CH₂OH
(Etanal) (Hiđro) (Ancol etylic)

Giải thích: Nguyên tử oxi trong nhóm C=O của anđehit bị thay thế bởi hai nguyên tử hiđro, biến liên kết đôi C=O thành liên kết đơn C-O và tạo thêm liên kết C-H, thu được ancol bậc 1.

4. Etanal tác dụng với AgNO₃/NH₃ (dung dịch bạc nitrat trong amoniac)

Đây là phản ứng đặc trưng để nhận biết nhóm chức anđehit, gọi là phản ứng tráng gương. Dung dịch AgNO₃ trong NH₃, còn gọi là thuốc thử Tollens, là một tác nhân oxi hóa nhẹ, có khả năng oxi hóa anđehit thành muối amon của axit cacboxylic tương ứng, đồng thời ion Ag⁺ bị khử thành Ag kim loại và bám vào thành ống nghiệm, tạo hiệu ứng như tráng gương.

Phương trình phản ứng:
RCHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O \(\xrightarrow{t^0}\) RCOONH₄ + 2Ag↓ + NH₄NO₃

Với etanal (CH₃CHO):
CH₃CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O \(\xrightarrow{t^0}\) CH₃COONH₄ + 2Ag↓ + NH₄NO₃
(Etanal) (Bạc nitrat) (Amoniac) (Nước) (Amoni axetat) (Bạc kim loại) (Amoni nitrat)

Giải thích: Nhóm -CHO của etanal bị oxi hóa thành nhóm -COO⁻, và trong môi trường amoniac, nó tồn tại dưới dạng muối amon. Ion Ag⁺ trong phức [Ag(NH₃)₂]⁺ bị khử thành Ag kim loại, kết tủa màu trắng bạc.

—

Phần 2: Phản ứng của Axit propanoic (CH₃CH₂COOH)

Chúng ta sẽ xét 4 tác nhân lần lượt tác dụng với axit propanoic: C₂H₅OH, CaO, H₂, AgNO₃/NH₃.

1. Axit propanoic tác dụng với C₂H₅OH (ancol etylic)

Đây là phản ứng este hóa, một phản ứng đặc trưng của axit cacboxylic khi tác dụng với ancol. Phản ứng này cần xúc tác axit mạnh (thường là H₂SO₄ đặc) và đun nóng. Sản phẩm thu được là este và nước.

Phương trình phản ứng tổng quát:
RCOOH + R’OH \(\xrightarrow{H_2SO_4 đặc, t^0}\) RCOOR’ + H₂O

Với axit propanoic (CH₃CH₂COOH) và ancol etylic (C₂H₅OH):
CH₃CH₂COOH + C₂H₅OH \(\xrightarrow{H_2SO_4 đặc, t^0}\) CH₃CH₂COOC₂H₅ + H₂O
(Axit propanoic) (Ancol etylic) (Etyl propanoat – este) (Nước)

Giải thích: Nhóm -OH trong nhóm cacboxyl (-COOH) của axit bị thay thế bởi nhóm -OR’ từ ancol.

2. Axit propanoic tác dụng với CaO (canxi oxit)

Axit propanoic là một axit hữu cơ, nó có tính axit và có thể phản ứng với oxit bazơ. Phản ứng này là phản ứng giữa axit và oxit bazơ, tạo thành muối và nước.

Phương trình phản ứng:
2RCOOH + CaO → (RCOO)₂Ca + H₂O

Với axit propanoic (CH₃CH₂COOH):
2CH₃CH₂COOH + CaO → (CH₃CH₂COO)₂Ca + H₂O
(Axit propanoic) (Canxi oxit) (Canxi propanoat – muối) (Nước)

Giải thích: Ion Ca²⁺ từ CaO kết hợp với gốc axit propionat (CH₃CH₂COO⁻) để tạo thành muối canxi propanoat.

3. Axit propanoic tác dụng với H₂ (khí hiđro)

Trong chương trình Hóa học lớp 11, nhóm chức cacboxyl (-COOH) của axit cacboxylic không bị khử bởi hiđro trong điều kiện thông thường (trừ các axit có nhóm chức khác có thể bị khử). Phản ứng này chỉ xảy ra với các tác nhân khử mạnh hoặc trong các điều kiện đặc biệt không thuộc phạm vi bài học này.

Do đó, chúng ta ghi nhận là không có phản ứng xảy ra theo chương trình lớp 11.

4. Axit propanoic tác dụng với AgNO₃/NH₃ (dung dịch bạc nitrat trong amoniac)

Dung dịch bạc nitrat trong amoniac (thuốc thử Tollens) là một tác nhân oxi hóa. Tuy nhiên, nó chủ yếu dùng để nhận biết anđehit. Axit cacboxylic, đặc biệt là axit no mạch hở như axit propanoic, không phản ứng với thuốc thử Tollens để tạo ra kết tủa Ag.

Tuy nhiên, nếu có các nhóm chức khác nhạy cảm với thuốc thử Tollens trong phân tử axit propanoic (ví dụ: một phân tử axit có chứa nhóm anđehit), thì phản ứng có thể xảy ra. Nhưng ở đây, chúng ta xét riêng axit propanoic CH₃CH₂COOH.

Do đó, chúng ta ghi nhận là không có phản ứng xảy ra theo chương trình lớp 11 đối với axit propanoic đơn thuần.

—

Như vậy là chúng ta đã hoàn thành việc viết các phản ứng hóa học theo yêu cầu của đề bài. Các em có bất kỳ câu hỏi nào không? Hãy nhớ ôn tập kỹ các phản ứng này, đặc biệt là các phản ứng đặc trưng của nhóm chức anđehit và axit cacboxylic nhé! Chúc các em học tốt!