Este là một hợp chất hữu cơ phức tạp, có vai trò và ứng dụng cực kì quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của con người. Tuy nhiên ít người nắm được cũng như hiểu rõ được nhiệt độ sôi của Este là bao nhiêu? Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất, Nguyên tắc so sánh nhiệt độ sôi, Khái niệm, tính chất vật lý và tính chất hóa học của Este ra sao. Những thông tin ở dưới bài viết này sẽ làm rõ thắc mắc mà bạn đang gặp phải, Cùng đón đọc với chúng tôi nhé.
Định nghĩa về Este
Trong hóa học, người ta định nghĩa este từ cấu trúc chung của nó. Khi thay nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm OR, ta được một este.
Do đó, Este có công thức chung là: R-COO-R’
Lưu ý
R: Gốc hidrocacbon của axit (Trường hợp đặc biệt là H của axit formic)
R’: Gốc Hidrocacbon của ancol (Lưu ý rằng R#H)
Tìm hiểu thêm : Nhiệt kế đo nhiệt độ nước đang sôi
Phân loại este
Tùy theo đặc điểm của gốc hidrocacbon và số nhóm cacboxyl mà este sẽ được phân thành nhiều loại như: este no, este không no, este đơn chức, este đa chức,…
+ Este tạo bởi axit đơn chức và rượu đơn chức có công thức là RCOOH và R’OH: RCOOR’. Nếu R và R’ là gốc no thì este là CnH2nO2 (n 2)
+ Este tạo bởi axit đơn chức RCOOH và rượu đa chức R’(OH)n: (RCOO)nR’
+ Este tạo bởi axit đa chức R(COOH)m và rượu đơn chức: R(COOR’)m
+ Este tạo bởi axit đa chức R(COOH)m và rượu đa chức R’(OH)n: ( ít gặp) Rn(COOR’)n.mR’m
Nắm vững các công thức trên sẽ giúp cho quá trình đọc đề, hiểu đề trở nên dễ dàng, nhanh chóng hơn. Từ đó chúng ta hoàn toàn có thể giải quyết bài toán một cách nhẹ nhàng hơn rất nhiều.
Tính chất của Este
Tính chất vật lý
Trạng thái
Đa số ở trạng thái lỏng, những este có khối lượng phân tử lớn thì sẽ ở trạng thái rắn (mỡ động vật, sáp ong,…). Thường este sẽ hóa lỏng ở nhiệt độ cao và ở trạng thái rắn nếu nhiệt độ hơi thấp một chút.
Nhiệt độ sôi
Este có nhiệt độ sôi khá thấp, dễ bay hơi. Người ta giải thích điều này dựa vào không có liên kết hidro giữa các phân tử.
Tính tan
Không có liên kết hidro giữa các phân tử với nước. Do đó este ít tan hoặc không tan trong nước.
Mùi thơm
Kiến thức mùi thơm thường được lồng ghép vào các câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết. Thường mỗi este sẽ có mùi đặc trưng như sau: (Đề thi chỉ hỏi các mùi thơm này thôi, nắm vững các phần mùi thơm trong đây là được)
- Amyl axetat có mùi dầu chuối.
- Amyl fomat có mùi mận.
- Etyl fomat có mùi của 7749 loại quả khác nhau.
- Metyl salicylat có mùi dầu gió.
- Isoamyl axetat có mùi chuối chín.
- Etyl Isovalerat có mùi táo.
- Etyl butirat và Etyl propionat có mùi dứa.
- Geranyl axetat có mùi hoa hồng.
Tính chất hóa học
Phản ứng cộng và trùng hợp ở gốc hydrocacbon
Phản ứng thủy phân trong môi trường axit và bazo
Phản ứng khử
Tìm hiểu thêm : Nhiệt độ sôi của rượu
Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất
1. Các chất liên kết ion có nhiệt độ sôi lớn hơn so với các chất cộng hóa trị.
Ví dụ: nhiệt độ sôi: H2N-CH2-COOH > CH3COOH
2. Đối với các chất có liên kết cộng hóa trị
– Các yếu tố ảnh hướng tới nhiệt độ sôi: Liên kết hidro, khối lượng phân tử và hình dạng phân tử.
a. Liên kết Hidro
– Liên kết hidro là liên kết được hình thành phân tử mang điện tích (+) và phân tử mang điện tích (-) giữa các phân tử khác nhau.
– Các chất có lực liên kết hidro càng lớn thì nhiệt độ sôi càng lớn.
Ví dụ: nhiệt độ sôi CH3COOH > CH3CH2OH
– Cách so sánh nhiệt lực liên kết Hidro giữa các chất:
Đối với các nhóm chức khác nhau:
-COOH > -OH > -COO- > -CHO > -CO-
(axit) (ancol (este) (andehit) (ete)
phenol)
Ví dụ: nhiệt độ sôi của ancol sẽ lớn hơn este: CH3CH2OH > CH3COOC2H5
* Lưu ý: Trong chương trình phổ thông chỉ xét liên kết Hidro giữa phân tử H (mang điện tích dương +) và phân tử O (mang điện tích âm -).
– Đối với các chất cùng nhóm chức: Đối với các chất có cùng nhóm chức, gốc R- liên kết với nhóm chức ảnh hưởng đến lực liên kết Hidro.
+ Gốc R- là gốc hút e sẽ làm cho lực liên kết Hidro tăng lên
+ Gốc R- là gốc đẩy e làm giảm lực liên kết Hidro
Ví dụ: Gốc C2H5- sẽ làm lực liên kết giảm so với gốc CH2=CH-
Nhiệt độ sôi: CH2=CH-COOH > C2H5COOH
b. Khối lượng phân tử
– Các chất có phân tử khối càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.
Ví dụ: Khối lượng phân tử lớn nhiệt độ sôi lớn hơn: CH3COOH > HCOOH
c. Hình dạng phân tử:
– Phân tử càng phân nhánh thì nhiệt độ sôi càng thấp hơn phân tử mạch không phân nhánh.
Giải thích:
– Theo cơ sở lí thuyết về sức căng mặt ngoài thì phân tử càng co tròn thì sức căng mặt ngoài càng thấp -> phân tử càng dễ bứt ra khỏi bề mặt chất lỏng -> càng dễ bay hơi -> nhiệt độ sôi càng thấp.
Ví dụ: Cùng là phân tử C5H12 thì đồng phân: n-C5H12 > (CH3)4C
* Lưu ý:
– Đồng phân Cis có nhiệt đô sôi cao hơn Trans (do lực monet lưỡng cực).
– Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy
– Nếu có H2O: t(H2O) = 100oC > ancol có 3 nguyên tử C và < ancol có từ 4C trở lên
– Nếu có phenol: phenol > ancol có 7C trở xuống và axit có ≤ 4C
Nguyên tắc so sánh nhiệt độ sôi
Nguyên tắc 1: Hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có liên kết hiđro bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 2: Hai hợp chất cùng kiểu liên kết hiđro, hợp chất nào có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 3: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans.(giải thích: Đó là do mô men lưỡng cực.Đồng phân cis mô men lưỡng cực khác 0, đồng phân trans có mô men lưỡng cực bằng 0 hoặc bé thua mô men lưỡng cực của đồng phân cis.
Nguyên tắc 4: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì hợp chất nào có diện tích tiếp xúc phân tử lớn hơn sẽ có nhiệt độ cao hơn hơn.
Nguyên tắc 5: Hai hợp chất có khối lượng bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau, hợp chất nào có liên kết ion sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 6: Hai hợp chất hữu cơ đều không có liên kết hiđro, có khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có tính phân cực hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.