I. KHÁI NIỆM VÀ DANH PHÁP

1. Khái niệm

Carboxylic acid là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử chứa nhóm carboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon hoặc nguyên tử hydrogen.

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

2. Danh pháp

Danh pháp thay thế của monocarboxylic acid mạch hở: Tên hydrocarbon (bỏ e) oic acid

Với carboxylic acid mạch nhánh hoặc carboxylic acid có mạch carbon không no thì đánh số mạch chính bắt đầu từ nhóm -COOH.

Ví dụ:

: 3-methylbutanoic acid

: 2-methylpropenoic acid

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

• Nhiệt độ sôi của các carboxylic acid no, đơn chức, mạch hở đều tăng dần theo chiều tăng dần của phân tử khối.
• Nhiệt độ sôi của carboxylic acid cao hơn của các alcohol có cùng số nguyên tử carbon.
• Nguyên nhân do liên kết O-H trong nhóm carboxyl phân cực hơn liên kết O-H trong alcohol, dẫn đến liên kết hydrogen giữa các phân tử carboxylic acid bền vững hơn so với liên kết hydrogen hình thành giữa các phân tử alcohol.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính acid

R-COOH ⇌ R-COO^- + H⁺

K_a = $\frac{[RCOO^{-}][H^{+}]}{[RCOOH]}$

Thí nghiệm 1. Khả năng đổi màu quỳ tím của acetic acid

Giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ do trong nước acetic acid điện li không hoàn toàn theo cân bằng:

CH₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺

a) Phản ứng với kim loại

Thí nghiệm 2. Phản ứng của acetic acid với magnesium

Hiện tượng: Mẩu Mg tan dần, có khí không màu thoát ra

PTHH: Mg + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Mg + H₂

Giải thích: Kim loại Mg đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học của các kim loại nên phản ứng được với acetisc acid giải phóng khí hydrogen.

b) Phản ứng với các base và oxide base

Carboxylic acid phản ứng với base và oxide base, tạo thành muối và nước

Ví dụ:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

2CH₃COOH + MgO → (CH₃COO)₂Mg + H₂O

c) Phản ứng với muối

Thí nghiệm 3. Phản ứng của acetic acid với sodium carbonate

Hiện tượng: Có khí không màu thoát ra; đưa que diêm đang cháy vào miệng ống nghiệm thấy que diêm tắt

PTHH: 2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + CO2 + H₂O

Khi CO₂ không duy trì sự cháy nên làm tắt que diêm đang cháy

2. Phản ứng ester hóa

Thí nghiệm 4. Phản ứng điều chế ethyl acetate.

Sau khi kết thúc phản ứng, rót hỗn hợp sang ống nghiệm chứa 5 mL dung dịch muối ăn bão hòa thấy chất lỏng tách thành hai lớp, lớp chất lỏng nổi ở phần trên ống nghiệm là ethyl acetate (CH₃COOC₂H₅)

CH₃COOH + C₂H₅OH $\overset{H_{2}SO_{4}d}{\rightarrow}$ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

Sulfuric acid đóng vai trò là chất xúc tác trong phản ứng ester hóa

PTHH tổng quát: RCOOOH + HOR' $\overset{H_{2}SO_{4}d}{\rightarrow}$ RCOOR' + H₂O

IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

1. Ứng dụng

• Sản xuất vật liệu polymer
• Sản xuất dược phẩm
• Điều chế hương liệu cho ngành mĩ phẩm
• Sản xuất chất tẩy rửa
• Công nghệ thực phẩm
• Dung môi

2. Điều chế

Acetic acid được điều chế bằng phương pháp oxi hóa từ butane:

2CH₃CH₂CH₂CH₃ + 5O₂ $\overset{t^{o},xt,p}{\rightarrow}$ 4CH₃COOH + 2H₂O

Acetic acid còn được điều chế bằng phương pháp lên men giấm:

C₂H₅OH + O₂ $\overset{mengiam}{\rightarrow}$ CH₃COOH + H₂O