Hai phản ứng có sản phẩm khác nhau
Ethanol dễ cháy. Khi cháy hoàn toàn trong oxygen, tạo CO₂ và H₂O, tỏa nhiều nhiệt:
$$C_2H_5OH+3O_2\xrightarrow{t^\circ}2CO_2+3H_2O.$$
Phân tử ethanol đã có một O. Khi cân bằng, cần tính cả O này, không coi ethanol chỉ chứa C và H.
Với **ethanol khan**, natri phản ứng tạo sodium ethylate và khí hydrogen:
$$2C_2H_5OH+2Na\to2C_2H_5ONa+H_2.$$
H trong nhóm OH được thay bằng Na; năm H gắn với C không bị thay trong phản ứng đang xét. Theo hệ số, 2 mol ethanol tạo 1 mol H₂. Không nhầm khí H₂ ở phản ứng này với CO₂ ở phản ứng cháy.
Natri cũng phản ứng với nước. Nếu cồn có nước, khí thoát ra không chỉ do ethanol; không dùng dấu hiệu có khí như bằng chứng duy nhất nhận biết ethanol. Thí nghiệm đốt cồn hoặc dùng natri chỉ quan sát, thực hiện theo tổ chức của giáo viên; không tự làm hay châm thêm cồn vào dụng cụ đang cháy.
Vì sao số mol H₂ bằng một nửa số mol ethanol?
Cho 4,6 g ethanol khan phản ứng hết với Na dư; lấy M(C₂H₅OH) = 46 g/mol. Có $n_{\text{ethanol}}=4{,}6/46=0{,}10$ mol.
Hai phân tử ethanol cung cấp hai H của hai nhóm OH để tạo một H₂. Vì vậy $n_{H_2}=0{,}10/2=0{,}05$ mol. Nếu đo ở 25 °C, 1 bar thì $V_{H_2}=0{,}05\times24{,}79=1{,}2395$ L.
Bài luyện
Trong phương trình C₂H₅OH + xO₂ → 2CO₂ + 3H₂O, x bằng bao nhiêu?
7 là số O ở sản phẩm, chưa trừ O trong ethanol và chia hai.
Đã bỏ sót một O có sẵn trong ethanol.
Hai O₂ không cung cấp đủ O.
Đúng: 1 + 2 × 3 = 7 O, bằng sản phẩm.
Lời giải
Vế sản phẩm có 2 × 2 + 3 = 7 O. Ethanol đã chứa 1 O nên O₂ cung cấp 6 O, tương ứng 3O₂. Chọn D.
Bài luyện
0,20 mol ethanol khan phản ứng hết với Na dư. Số mol H₂ tạo thành là bao nhiêu?
Tỉ lệ ethanol : H₂ là 2 : 1, không phải 1 : 1.
Đúng: 0,20/2 = 0,10 mol.
Đã nhân hai thay vì chia hai.
Đã chia thêm một lần không có căn cứ.
Lời giải
2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂. Theo hệ số, n(H₂) = n(ethanol)/2 = 0,20/2 = 0,10 mol. Chọn B.