Axit axetic: Công thức, tính chất, ứng dụng và bài tập thực hành

Axit axetic (hay còn được biết đến là giấm ăn) là dung dịch thu được khi lên men rượu etylic loãng. Mức tiêu thụ axit axetic trên toàn thế giới lên đến 6,5 triệu tấn mỗi năm. Cùng tìm hiểu công thức, tính chất, ứng dụng và bài tập thực hành về loại chất quen thuộc này. 

Định nghĩa Axit axetic là gì?

Axit axetic là một loại hợp chất hữu cơ có tính axit khá mạnh. Loại hóa chất này đã được sản xuất từ rất lâu đời cũng như ứng dụng nhiều trong sản xuất thực phẩm, công nghiệp hay y học…

Công thức viết gọn: CH3COOH

Gồm 1 nhóm -OH liên kết với nhóm C=O tạo thành nhóm -COOH, chính nhóm –COOH (Cacboxyl) đã làm cho phân tử có tính axit, tạo nên tính chất hóa học đặc trưng của axit axetic.

Đây còn là một chất lỏng không màu và là axit hợp chất hữu cơ. Giấm có tối thiểu 4% axit axetic theo thể tích. Điều đó khiến axit axetic là thành phần chính trong giấm ngoài nước.

Ngoài tên gọi trên, sản phẩm này còn được biết đến với những tên khác như: Etanoic, Hydro axetat (HAc), Ethylic acid, Axit methane carboxylic, giấm, acetic acid, Acid ethanol…

• Công thức hóa học: CH3CO2H

• Phân tử khối: 60

• Cấu tạo phân tử: 

Tính chất vật lý của axit axetic là gì?

Tính chất vật lý của axit axetic (CH3COOH) như sau:

• Đây là chất lỏng không màu. Khi nếm sẽ thấy có vị chua. Chúng có khả năng tan vô hạn trong nước.

• Khối lượng riêng của axit axetic: 1.049 g/cm3 (l), 1.266 g/cm3 (s).

• Nhiệt độ nóng chảy: 16.5 độ C.

• Nhiệt độ sôi của axit axetic là: 118.2 độ C. Nhiệt độ sôi của chất này lớn hơn rượu dù chúng cùng phân tử khối vì có sự liên kết bền vững của các phân tử hydro. Ngoài ra, do gốc O-H của axit axetic phân cực mạnh hơn của ROH (ancol) nên khả năng tạo liên kết hydro cũng lớn hơn của alcohol. Nhiệt độ sôi của các chất có cùng phân tử khối với axit axetic được sắp xếp như sau:

CH3COOH > CH3CH2OH > CH3-COO-CH3 > CH3-CHO > CH3CH2Cl > C2H6

• Khi đun nóng, axit axetic có khả năng hòa tan một lượng nhỏ lưu huỳnh và photpho.

• Phân tử axit axetic là phân tử phân cực nên ngoài việc có thể tan tốt trong các hợp chất phân cực như nước thì nó cũng tan được trong các hợp chất không phân cực như dầu, hexan, xenlulozo và nhiều nguyên tố hóa học khác như lưu huỳnh và iot.

Tính chất hóa học của axit axetic

Nguyên tử hydro trong nhóm cacboxyl có khả năng cung cấp một proton H+ và làm axit axetic có tính chất axit. Điều này quyết định tính chất hóa học của axit axetic. 

Axit axetic là một axit yếu – có tính chất đầy đủ của một axit

Để chứng minh axit axetic là một axit yếu, người ta tiến hành thí nghiệm dưới đây. Cho dung dịch axit axetic lần lượt vào các ống nghiệm đựng lần lượt các chất: Quỳ tím, dung dịch NAOH có phenolphtalein, CuO, Zn, Na2CO3.

Hiện tượng xảy ra của những thí nghiệm này là gì? 

• Dung dịch axit axetic có tính axit làm quỳ tím chuyển đỏ.
• Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa Zn, mẩu Zn tan dần, có khí không màu thoát ra khỏi dung dịch. Phương trình:

Zn + 2CH3COOH→ (CH3COO)2Zn+ H2↑

• Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa CuO, bột CuO tan dần, dung dịch chuyển từ không màu sang xanh lam. Phương trình:

CuO + 2CH3COOH→ (CH3COO)2Cu+ H2O

• Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa NaOH có phenolphtalein, màu hồng của dung dịch trong ống nghiệm biến mất.  Phương trình:

NaOH + CH3COOH → CH3COONa H2O

• Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa Na2CO3, Na2CO3 tan dần, có khí không màu thoát ra khỏi dung dịch.  Phương trình:

Na2CO3+ 2CH3COOH → 2CH3COONa + CO2↑ + H2O

Từ những thí nghiệm trên, ta có kết luận về tính chất hóa học của axit axetic như sau: 

• Axit axetic là một axit hữu cơ có tính chất của một axit. Tuy nhiên, đây là một axit yếu thuộc nhóm axit monoprotic.
• Axit axetic tác dụng với bazơ, cacbonat và bicacbonat. Khi tác dụng với các chất trên, sản phẩm tạo ra sẽ là axetat kim loại tương ứng, nước và cacbonic. Phổ biến nhất sẽ là natri bicacbonat với giấm ăn.  Phương trình:

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O

• Axit axetic tác dụng với kiềm tạo ra nước và ethanoate kim loại. Phương trình: NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O

• Axit axetic khi bị phân hủy ở nhiệt độ lớn hơn 440 độ C sẽ tạo thành cacbonic, metan hoặc ethenon và nước.
• Axit axetic tác dụng với kim loại trước H, giải phóng H2. Axit axetic có khả năng ăn mòn các loại kim loại khác nhau để tạo ra khí hydro và các muối axetat. Ví dụ như khi chúng phản ứng với nhôm sẽ có phương trình hóa học là:

Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2

• Nhôm thụ động với axit axetic vì khi phản ứng, chúng sẽ tạo ra lớp màng mỏng trên bề mặt là nhôm oxit để ngăn chặn lại sự ăn mòn hóa học. Đó là lý do mà thùng nhôm thường được dùng để đựng axit axetic.  

• Axit axetic tác dụng với muối của axit yếu hơn, ví dụ:

  2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2 Ca + CO2 + H2O   

Axit axetic tác dụng với rượu etylic

Để tìm hiểu axit axetic tác dụng với rượu etylic như thế nào, người ta làm thí nghiệm dưới đây. Cho rượu etylic, axit axetic vào ống nghiệm A, thêm một chút axit sunfuric đặc làm xúc tác. Đun sôi hỗn hợp trong một thời gian, sau đó ngừng đun. Thêm một ít nước vào chất lỏng ngưng tụ trong ống nghiệm B, lắc nhẹ rồi quan sát.

Sau một thời gian, ta quan sát thấy hiện tượng: Trong ống nghiệm B có chất lỏng không màu, mùi thơm, không tan trong nước, nổi trên mặt nước. 

Như vậy, rượu etylic tác dụng với axit axetic tạo ra etyl axetat. Đây là chất lỏng, mùi thơm, ít tan trong nước, dùng làm dung môi trong công nghiệp.

Phản ứng trên xảy ra theo phương trình hóa học: 

C2H5OH + CH3COOH  ⇄ CH3COOC2H5 + H2O ( H2S04 đặc, nhiệt độ)

Xem thêm: 

• Rượu etylic (C2H6O): Tính chất, cấu tạo phân tử, ứng dụng và cách điều chế
• Dầu mỏ là gì? Thành phần và những ứng dụng nổi bật

Cách điều chế axit axetic

Hiện nay có rất nhiều phương pháp để điều chế axit axetic. Cụ thể là:

Điều chế axit axetic từ rượu etylic

Để sản xuất giấm ăn, người ta thường dùng phương pháp lên men từ dung dịch rượu etylic loãng theo phương trình:

CH3CH2OH + O2  → CH3COOH + 2H2O (xúc tác: Men giấm)

Chú ý: Những hợp chất hữu cơ phân tử có chứa nhóm -COOH, có công thức thức CnH2n + 1 COOH được gọi là axit cacboxylic no đơn chức và cũng có tính chất tương tự axit axetic.

Oxy hóa butan

Trong công nghiệp, axit axetic thương mại được sản xuất từ butan C4H10 khi có chất xúc tác và nhiệt độ, diễn ra theo phương trình:

2C4H10 + 5O2 → 4CH3COOH+ 2H2O (xúc tác, nhiệt độ)

Butan                     Axit axetic

Các ứng dụng quan trọng của axit axetic

Nhu cầu toàn thế giới về axit axetic là khoảng 6,5 triệu tấn mỗi năm. Sau đây là những ứng dụng quan trọng và phổ biến nhất của axit axetic trong đời sống.

Ứng dụng axit axetic trong công nghiệp

• Khoảng 40% đến 45% sản lượng axit acetic trên thế giới được dùng để sản xuất monome vinyl axetat – một chất kết dính và sơn.

• Dùng để làm dung môi hoặc dùng để tạo độ chua nhẹ.

• Giấm ăn chính là dung dịch axit axetic từ 5-7%. Giấm ăn được dùng trong công nghệ thực phẩm để chế biến đồ hộp, rau, quả, gia vị…

• Dùng làm chất tẩy cặn vôi từ vòi nước và ấm đun nước.

• Axit axetic dùng trong ngành dệt nhuộm, cao su, hóa chất xi mạ.

Ứng dụng axit axetic trong y học

• Axit axetic có tính kháng khuẩn hiệu quả và được sử dụng như một chất khử trùng (với nồng độ 1% pha loãng). Nó có thể được sử dụng như một sản phẩm thay thế ngăn ngừa nhiễm trùng và tiêu diệt vi khuẩn.

• Axit axetic được chế phẩm thành thuốc chống tiểu đường. 

Ứng dụng axit axetic với con người (hàm lượng 4-8%)

• Axit axetic có tác dụng ức chế hoạt động thủy phân đường đôi thành đường đơn và giúp giảm chứng tăng đường huyết sau khi ăn, góp phần hỗ trợ giảm cân nặng. 

• Giấm acid acetic giúp ngăn chặn sự tích tụ mỡ trong cơ thể và gan, giảm lượng calo đưa vào cơ thể mỗi ngày, qua đó giúp giảm mỡ.

• Giấm táo là một liều thuốc hữu hiệu để chống lão hóa. 

• Axit axetic là một axit hữu cơ mang tính chất của một axit đặc trưng, phản ứng với kim loại tạo ra loại muối trung hòa. Điều này giúp axit axetic có khả năng làm tan sỏi trong thận. 

Axit axetic có độc không? Tác động đến sức khỏe con người như thế nào?

Các chuyên gia hóa học cho biết bản thân axit axetic không phải là chất độc cho cơ thể người, tuy nhiên nếu dùng nó với liều lượng lớn sẽ dẫn đến tử vong. (Nguồn: báo Thanh Niên)

• Ảnh hưởng đến hệ hô hấp: Khi hít phải một lượng lớn axit axetic sẽ gây kích ứng mũi, cổ họng và phổi, gây tổn hại nghiêm trọng cho các lớp lót của cơ quan mũi và sau đó, có thể dẫn đến khó thở. 

• Kích ứng da: Tiếp xúc qua da sẽ gây ra kích ứng như đau, tấy đỏ và mụn nước, nặng hơn là bỏng sau một vài phút tiếp xúc. 

• Đe dọa tính mạng: Nuốt phải axit axetic có thể gây ăn mòn nghiêm trọng của miệng và đường tiêu hóa, dẫn đến nôn mửa, tiêu chảy, trụy tuần hoàn, suy thận và tử vong.

Theo bác sĩ Nguyễn Thị Huỳnh Mai, Chi cục trưởng Chi cục An toàn Vệ sinh Thực phẩm (ATVSTP) TP.HCM, giấm là một chất lỏng có vị chua, được hình thành từ sự lên men, có rất nhiều lợi ích cho sức khỏe. Axit axetic chỉ chiếm tỉ lệ % nhỏ trong giấm (từ 3 đến 5%), làm nên vị chua của giấm. Nhưng nếu sản xuất giấm từ việc pha chế nước với axit axetic công nghiệp thì sẽ gây hại cho sức khỏe người dùng. (Nguồn: Báo Thanh Niên)

Giấm mang nhiều chất dinh dưỡng bao gồm các vitamin, axit amin và axit hữu cơ, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn khi sử dụng, người tiêu dùng cần cẩn trọng trong việc lựa chọn giấm ăn. An toàn nhất, người tiêu dùng nên mua giấm ở các cơ sở uy tín, ngoài ra có thể tự lên men, làm giấm tại nhà để sử dụng.

Bài tập về axit axetic SGK kèm lời giải

Từ những kiến thức về axit axetic ở trên, các bạn cùng vận dụng những kiến thức đó để giải một số bài tập cơ bản trong SGK hóa học 9 sau.

Giải Bài 1 trang 143 SGK Hóa 9

Hãy điền những từ thích hợp vào các chỗ trống:

a) Axit axetic là chất … không màu, vị … tan … trong nước.

b) Axit axetic là nguyên liệu để điều chế …

c) Giấm ăn là dung dịch … từ 2 đến 5%

d) Bằng cách … butan với chất xúc tác thích hợp người ta thu được …

Gợi ý đáp án: 

a) Axit axetic là chất lỏng không màu, vị chua tan vô hạn trong nước.

b) Axit axetic là nguyên liệu để điều chế dược phẩm, phẩm nhuộm, chất dẻo, tơ nhân tạo.

c) Giấm ăn là dung dịch axit axetic có nồng độ từ 2 đến 5%

d) Bằng cách oxi hóa butan với chất xúc tác thích hợp người ta thu được axit axetic.

Giải Bài 5 Hoá 9 SGK trang 143

Axit axetic có thể tác dụng được với những chất nào trong các chất sau đây: ZnO, Na2SO4, KOH, Na2CO3, Cu, Fe? Viết các phương trình hóa học xảy ra (nếu có).

Gợi ý đáp án: 

Chất tác dụng được với axit axetic là ZnO, KOH, Na2CO3, Fe.

2CH3COOH + ZnO → (CH3COO)2Zn + H2O.

CH3COOH + KOH → CH3COOK + H2O.

2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2 + H2O.

2CH3COOH + Fe → (CH3COO)2Fe + H2.

Giải Bài 6 trang 143 SGK Hóa 9

Hãy viết phương trình hóa học điều chế axit axetic từ:

a) Natri axetic và axit sunfuric.

b) Rượu etylic.

Gợi ý đáp án: 

Phương trình phản ứng điều chế axit axetic:

a) Từ natri axetic và axit sunfuric:

2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4

b) Từ rượu etylic:

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O.

Giải bài 7 Hoá 9 SGK trang 143

Cho 60 gam CH3COOH tác dụng với 100g CH3CH2OH thu được 55 gam CH3COOCH2CH3

a) Viết phương trình hóa học xảy ra và gọi tên của phản ứng.

b) Tính hiệu suất của phản ứng trên

Gợi ý đáp án: 

n(CH3COOH) = 60/60 = 1 mol

n(C2H5OH) = 100/46 = 2.17mol

a) Phương trình phản ứng:

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

Phản ứng này gọi là phản ứng este hóa.

b) Hiệu suất của phản ứng:

Theo phương trình phản ứng trên và số liệu của đề bài cho, số mol rượu dự, do đó tính hiệu suất phản ứng theo CH3COOH.

Theo lý thuyết 1 mol CH3COOH (60g) tạo ra 1 mol CH3COOC2H5 (88g) nhưng thực tế chỉ thu được 55g.

Vậy hiệu suất của phản ứng là: H% = 55/88 x 100% = 62.5%

Một số bài tập về acid axetic để học sinh tự luyện

Câu 1: Ứng dụng nào sau đây không phải của axit axetic?

A. Pha giấm ăn

B. Sản xuất dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc diệt côn trùng

C. Sản xuất cồn

D. Sản xuất chất dẻo, tơ nhân tạo

Câu 2: Để phân biệt C2H5OH và CH3COOH, ta dùng hóa chất nào sau đây là đúng?

A. Na B. Dung dịch AgNO3 C. CaCO3 D. Dung dịch NaCl

Câu 3: Cho các phản ứng sau ở điều kiện thích hợp:

1, Lên men giấm ancol etylic

2, Oxi hóa không hoàn toàn andehit axetic

3, Oxi hóa không hoàn toàn Butan

4, Cho metanol tác dụng với cacbon oxit. Trong những phản ứng trên, số phản ứng tạo ra axit axetic

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

Câu 4: Yếu tố nào không làm tăng hiệu suất phản ứng este hóa giữa axit axetic và etanol?

A. Dùng H2SO4 đặc làm xúc tác B. Chưng cất este tạo ra

C. Tăng nồng độ axit hoặc ancol D. Lấy số mol ancol và axit bằng nhau

Câu 5: Vì sao nhiệt độ sôi của axit thường cao hơn ancol tương ứng?

A. Vì ancol không có liên kết hidro, axit có liên kết hidro

B. Vì liên kết hidro của axit bền hơn của ancol

C. Vì khối lượng phân tử của axit lớn hơn

D. Vì axit có 2 nguyên tử oxi

Câu 6: Giấm ăn là dung dịch axit axetic có nồng độ từ

A. 2% đến 5% B. 6% đến 10% C. 11% đến 14% D. 15% đến 18%

Câu 7: Chia a gam axit axetic thành 2 phần bằng nhau:

-Phần 1: trung hòa vừa đủ bởi 0,5 lít dung dịch NaOH 0,4 M

-Phần 2: thực hiện phản ứng este hóa với ancol etylic thu được m gam este ( giả sử hiệu suất phản ứng là 100%). Vậy m có giá trị là:

A. 16,7 gam B. 17,6 gam C. 16,8 gam D. 18,6 gam

Câu 8: Để tách các chất ra khỏi nhau từ hỗn dung dịch chứa axit axetic và ancol etylic, có thể tiến hành theo trình tự nào sau đây?

A. Dùng CaCO3, chưng cất, sau đó tác dụng với H2SO4

B. Dùng CaCCl2, chưng cất, sau đó tác dụng với H2SO4

C. Dùng Na2O, sau đó cho tác dụng với H2SO4

D. Dùng NaOH, sau đó cho tác dụng với H2SO4

Câu 9: Cho axit có nồng độ x% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH có nồng độ 10% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Vậy x có giá trị là:

A. 20% B. 16% C. 17% D. 15%

Câu 10: Phương pháp được xem là hiện đại để điều chế axit axetic là:

A. Tổng hợp từ CH3OH và CO B. Phương pháp oxi hóa CH3CHO

C. Phương pháp lên men giấm từ ancol etylic D. Điều chế từ muối axetat

Câu 11: Dãy chất phản ứng với axit axetic là

A. ZnO, Cu, Na2CO3, KOH B. ZnO, Fe, Na2CO3, Ag

C. SO2, Na2CO3, Fe, KOH D. ZnO, Na2CO3, Fe, KOH

Câu 12: Đun nóng axit axetic với rượu etylic có axit sunfuric làm xúc tác thì người ta thu được một chất lỏng không màu, mùi thơm, không tan trong nước và nổi trên mặt nước. Sản phẩm đó là

A. đimetyl ete B. etyl axetat C. rượu etylic D. metan

Câu 13: So sánh nhiệt độ sôi của các chất : Axit axetic, axeton, propan, etanol

A. CH3COOH > CH3CH2CH3> CH3COCH3> C2H5OH

B. C2H5OH>CH3COOH>CH3CH2CH3> CH3COCH3

C. CH3COOH>C2H5OH>CH3COCH3>CH3CH2CH3

D. C2H5OH>CH3COCH3>CH3COOH>CH3CH2CH3

Câu 14: So sánh tính axit của các chất sau (xếp theo thứ tự tăng dần: CH3CHClCH2COOH (1); CH2ClCH2CH2COOH (2); CH3CH2CHClCOOH (3)CH3CH2CH2COOH (4)

A. 1< 3< 2< 4 B. 2< 1< 3< 4 C. 4< 3< 2< 1 D. 4< 2< 1< 3

Câu 15: Cho 1 gam axit axetic vào ống nghiệm thứ nhất và 1 gam axit fomic vào ống nghiệm thứ 2, sau đó cho vào cả hai ống nghiệm trên một lượng dư bột CaCO3. Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thể tích CO2 thu được ở cùng nhiệt độ, áp suất là:

A. Hai ống bằng nhau B. Ống 1 nhiều hơn ống 2

C. Ống 2 nhiều hơn ống 1 D. Cả hai ống đều nhiều hơn 22,4 lít (đktc)

Câu 16: Chọn phát biểu sai trong các phát biểu sau?

A. Axit axetic là chất lỏng, không màu, vị chua, tan vô hạn trong nước.

B. Axit axetic là nguyên liệu để điều chế dược phẩm, phẩm nhuộm, chất dẻo và tơ nhân tạo.

C. Giấm ăn là dung dịch axit axetic có nồng độ từ 2 đến 5%.

D. Bằng cách oxi hóa etan với chất xúc tác thích hợp người ta thu được axit axetic

Câu 17: Cho một hỗn hợp gồm axit axetic và một axit (X) thuộc dãy đồng đẳng của axit axetic. Để trung hòa hoàn toàn hỗn hợp này thì cần vừa đủ 300ml dung dịch NạO 0,2M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 5,48 gam muối khan. Biết nCH3COOH: nX= 1: 2. Công thức phân tử của X là:

A. HCOOH B. C2H5COOH C. CH3COOH D. C3H7COOH

Câu 18: Cho dung dịch axit axetic có nồng độ a% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH nồng độ 10%, thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Giá trị của a là:

A. 15% B. 20% C. 25% D. 30%

Câu 19: Cho 250 gam axit axetic tác dụng với 161 gam ancol etylic có H2SO4 đặc làm xúc tác. Khi phản ứng xảy ra xong thì có 60% lượng axit chuyển thành este. Khối lượng este thu được sau khi phản ứng kết thúc là:

A. 220gam B. 230 gam C. 235 gam D. 240 gam

Câu 20: Cho 20,5 gam hỗn hợp ancol etylic và axit axetic tác dụng với kali dư thu được 4,48 lít H2 (đktc). Nếu cho hỗn hợp đó thực hiện phản ứng este hóa thì khối lượng este thu được là bao nhiêu? Biết H= 100%

A. 10 gam B. 12 gam C. 13,2 gam D. 14,2 gam

Bài viết trên đây đã cung cấp đầy đủ thông tin về công thức, tính chất, ứng dụng và một số bài tập thực hành của axit axetic – một chất được ứng dụng vô cùng phổ biến xung quanh chúng ta. Cùng theo dõi chuyên mục Kiến thức cơ bản của Wikihoc để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức hữu ích xoay quanh các môn Hóa học, Toán, Vật lý…