Axit axetic: Tính chất, ứng dụng và bài tập thực hành

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

Có thể bạn quan tâm

Định nghĩa axit axetic là gì?

Axit axetic (CH3COOH) là một hợp chất hữu cơ có tính axit khá mạnh. Công thức viết gọn của axit axetic là CH3COOH. Axit axetic được tạo thành từ nhóm -OH liên kết với nhóm C=O, tạo thành nhóm -COOH (carboxyl). Đây chính là nhóm -COOH đã làm cho phân tử có tính axit, tạo nên tính chất hóa học đặc trưng của axit axetic. Axit axetic 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.

Bạn đang xem: Axit axetic: Tính chất, ứng dụng và bài tập thực hành

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

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. Chất này 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 của axit axetic 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, ta tiến hành thí nghiệm sau. Cho dung dịch axit axetic lần lượt vào các chất: Quỳ tím, dung dịch NaOH có phenolphtalein, CuO, Zn, Na2CO3. Kết quả thí nghiệm cho thấy:

Dung dịch axit axetic làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa Zn, mẩu Zn tan dần và có khí không màu thoát ra khỏi dung dịch.
Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa CuO, bột CuO tan dần và dung dịch chuyển từ không màu sang xanh lam.
Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa NaOH có phenolphtalein, màu hồng của dung dịch trong ống nghiệm biến mất.
Khi nhỏ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm chứa Na2CO3, Na2CO3 tan dần, có khí không màu thoát ra khỏi dung dịch.

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.
Axit axetic tác dụng với kiềm tạo ra nước và ethanoate kim loại.
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.

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: Sản xuất giấm ăn thường dùng phương pháp lên men từ dung dịch rượu etylic loãng theo phương trình sau:
CH3CH2OH + O2 → CH3COOH + 2H2O (xúc tác: Men giấm)
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 sau:
2C4H10 + 5O2 → 4CH3COOH + 2H2O (xúc tác, nhiệt độ)

Các ứng dụng quan trọng của axit axetic

Có nhiều ứng dụng quan trọng và phổ biến của axit axetic trong đời sống.

Ứng dụng axit axetic trong công nghiệp:

Axit axetic được sử dụng trong sản xuất monome vinyl axetat, một chất kết dính và sơn.
Dùng làm dung môi hoặc 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:

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 axetic 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.