Giải SGK Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Ester – Lipid

Hoạt động mở đầu (trang 6) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Ethyl acetate là một loại ester có trong thành phần của nước hoa, giúp lưu lại mùi hương trên da lâu hơn. Hãy viết công thức cấu tạo của ethyl acetate. Cho biết ester là gì, ester có tính chất và ứng dụng nào.

Trả lời:

- Ethyl acetate: CH₃COOC₂H₅

- Ester được tạo thành khi thay thế - OH ở nhóm carboxyl của carboxylic acid bằng nhóm – OR. Trong đó, R là gốc hydrocarbon

- Ester có mùi thơm, nhẹ hơn nước, có phản ứng thủy phân và được sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, nước hoa.

I. Ester

1. Khái niệm và danh pháp

Câu hỏi 1 (trang 6) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Cho các hợp chất có công thức như sau:

CH₃COOC₂H₅ (A), HCOOCH₃ (B), CH₃COOH (C), HCOOC₂H₅ (D), C₆H₅COOCH₃ (E) và HOCH₂CH₂CHO (F).

Trong các hợp chất trên, những hợp chất nào là ester? Hãy chỉ ra đặc điểm cấu tạo phân tử của các hợp chất ester.

Trả lời: 

- Những hợp chất là ester: CH₃COOC₂H₅ (A), HCOOCH₃ (B), HCOOC₂H₅ (D), C₆H₅COOCH₃ (E).

- Đặc điểm cấu tạo phân tử của các hợp chất ester: Ester đơn chức có công thức tổng quát là R¹COOR² hay:

=> Với R¹ là gốc hydrocarbon hoặc nguyên tử hydrogen, R² là gốc hydrocarbon.

Luyện tập 1 (trang 7) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Viết công thức cấu tạo và gọi tên các ester có cùng công thức phân tử C₄H₈O₂.

Lời giải:

CH₃COOC₂H₅: ethyl acetate

HCOOCH₂ – CH₂ – CH₃: propyl formate

HCOOCH(CH₃)₂: isopropyl formate

Câu hỏi 2 (trang 7) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Từ các dữ liệu trong Bảng 1.1, hãy cho biết nhiệt độ sôi của các ester có xu hướng biến đổi theo phân tử khối như thế nào.

Trả lời:

- Dựa trên các dữ liệu trong Bảng 1.1, ta có thể thấy các ester có phân tử khối càng lớn thì có nhiệt độ sôi càng cao.

2. Tính chất vật lí

Luyện tập 2 (trang 8) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Cho các chất mạch không phân nhánh có công thức sau: C₄H₉OH, C₃H₇COOH, CH₃COOC₂H₅. Hãy sắp xếp các chất trên theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi. Giải thích

Lời giải:

CH₃COOC₂H₅ < C₄H₉OH < C₃H₇COOH. Vì CH₃COOC₂H₅ không có liên kết hydrogen, alcohol có liên kết hydrogen yếu hơn acid

Luyện tập 3 (trang 8) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Cho các ester có công thức như sau:

C₂H₅COOCH₃                  (1)

CH₃CH₂CH₂COOC₂H₅    (2)

CH₃COOCH₃                   (3)

C₂H₅COOC₂H₅                (4)

Sắp xếp các ester trên theo thứ tự tăng dần độ tan trong nước. Giải thích.

Lời giải:

- Sắp xếp các ester theo thứ tự tăng dần độ tan trong nước: (2) < (4) < (1) < (3).

- Các ester có phân tử khối thấp thì tan trong nước tốt hơn các ester có phân tử khối lớn.

3. Tính chất hóa học

Luyện tập 4 (trang 8) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra khi thủy phân ethyl formate trong môi trường acid và môi trường kiềm. So sánh thành phần hỗn hợp sản phẩm của các phản ứng.

Lời giải:

- Phương trình hóa học của phản ứng thủy phân ethyl formate trong môi trường acid: HCOOC₂H₅ + NaOH $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ HCOONa + C₂H₅OH

- Phương trình hóa học của phản ứng thủy phân ethyl formate trong môi trường kiềm:

HCOOC₂H₅ + NaOH $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ HCOONa + C₂H₅OH

- Sau khi kết thúc phản ứng thủy phân ester trong môi trường acid, sản phẩm bao gồm acid và alcohol tạo thành, đồng thời vẫn còn ester nổi trên bề mặt dung dịch do đây là phản ứng thuận nghịch. Còn sản phẩm thu được sau khi phản ứng thủy phân ester trong môi trường kiềm kết thúc, chỉ thu được muối và alcohol do đây là phản ứng một chiều.

4. Ứng dụng và điều chế

Câu hỏi 3 (trang 9) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Ester có những ứng dụng gì trong đời sống và sản xuất?

Trả lời:

- Ester được sử dụng làm dung môi, làm nguyên liệu tổng hợp nhiều polymer sử dụng trong công nghiệp, làm chất tạo hương trong công nghiệp thực phẩm và mĩ phẩm.

Luyện tập 5 (trang 9) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Ethyl propionate có mùi dứa chín. Viết phương trình hóa học của phản ứng điều chế ester này từ alcohol và carboxylic acid tương ứng. Đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu suất của phản ứng điều chế ester trên.

Trả lời:

- Phương trình hóa học phản ứng điều chế ethyl propionate (C₂H₅COOC₂H₅): 

- Phản ứng ester hóa là phản ứng thuận nghịch, để nâng cao hiệu suất của phản ứng điều chế ester trên ta có thể thực hiện 1 hoặc đồng thời các biện pháp sau:

+ Tăng nồng độ các chất tham gia phản ứng (làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận).

+ Tách bớt ester ra khỏi hỗn hợp sản phẩm (làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận).

+ Sử dụng xúc tác H₂SO₄ đặc, đun nóng (ngoài tác dụng xúc tác, dùng H₂SO₄ đặc sẽ giúp hấp thụ lượng H₂O tạo thành, làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận).

II. Lipid

1. Khái niệm và danh pháp

Câu hỏi 4 (trang 10) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Acetic acid có thuộc loại acid béo hay không? Hợp chất (CH₃COO)₃C₃H₅ có thuộc loại chất béo không?

Trả lời:

Acetic acid có số lượng nguyên tử C trong mạch carbon nhỏ, do đó không phải là acid béo. 

Acid tạo thành chất (CH₃COO)₃C₃H₅ là axetate acid, đây không phải là acid béo, do đó hợp chất này không thuộc loại chất béo.

2. Tính chất vật lí

Câu hỏi 5 (trang 10) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Hãy cho biết sự khác nhau về đặc điểm cấu tạo của các triglyceride chủ yếu có trong mỡ động vật và dầu thực vật.

Sự khác nhau về đặc điểm cấu tạo của các triglyceride chủ yếu có trong mỡ động vật và dầu thực vật là:

- Mỡ động vật (chất béo thường ở thể rắn): phân tử chứa nhiều gốc acid béo no.

- Dầu thực vật (chất béo thường ở thể lỏng): phân tử chứa nhiều gốc acid béo không no.

Luyện tập 6 (trang 11) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Khi cho dầu, mỡ vào nước sẽ có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích.

Lời giải:

- Khi cho dầu, mỡ vào nước sẽ không tan trong nước, và nổi trên mặt nước. Vì dầu, mỡ không có liên kết hydrogen nên không tan trong nước, khối lượng riêng nhỏ hơn nước nên nổi trên mặt nước.

3. Tính chất hóa học

Luyện tập 7 (trang 11) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng thủy phân tristearin trong môi trường acid và môi trường kiềm.

Lời giải:

- Phản ứng thủy phân tristearin trong môi trường acid có phương trình hóa học là:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3H₂O $\overset{\underset{\mathrm{H_{2}SO_{4}d,t^{o}}}{}}{\rightleftharpoons }$ 3C₁₇H₃₅COOH+ C₃H₅(OH)₃

- Phản ứng thủy phân tristearin trong môi trường kiềm có phương trình hóa học là:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

Câu hỏi 6 (trang 11) Hóa 12 Cánh diều Bài 1: Vì sao phản ứng hydrogen hóa lại chuyển hóa được các chất béo lỏng thành chất béo rắn?

Trả lời: