Este là gì? Tính chất vật lý, hóa học và công thức cấu tạo của hợp chất este

Đối với phần đông các bạn học sinh, mảng kiến thức về este – khối THCS tương đối khô khan và khá khó nhằn. Vậy nên hôm nay, BamBoo School đã tổng hợp các kiến thức cơ bản nhất về este trong bài viết này! Mong rằng sau bài viết chi tiết này, các bạn sẽ cảm thấy yêu thích môn hóa học hơn cũng như là hiểu rõ về este hơn nữa!

Este là gì?

Este hay Ester là tên gọi một cấu trúc chung trong hóa học. Khi ra thay nhóm OH ở nhóm Cacboxyl của Axit cacboxylic bằng nhóm OR thì được este.

Công thức cấu tạo của hợp chất Este

Este đơn chức có cồn thức chung là RCOOR’

Trong đó:

• R: gốc hidrocacbon hoặc H
• R’: gốc hidrocacbon

Cách gọi tên của este đơn chức bao gồm tên gốc R’ + tên gốc axit RCOO (đuôi “at”)

Ví dụ:  CH3COOC2H5 : atyl axetat

Bảng phân loại Este

Cách tạo	Công thức chung
Axit đơn chức và rượu đơn chức (RCOOH và R’OH)	RCOOR’ Nếu R và R’ là gốc no thì este là CnH2nO2
Axit đơn chức và rượu đa chức (RCOOH và R'(OH)n)	(RCOO)nR’
Axit đa chức và rượu đơn chức (R(COOH)m và R’OH)	R(COOR’)m
Axit đa chức và rượu đa chức (R(COOH)m và R'(OH)n)	(ít gặp) Rn(COOR’)n.mR’m

Tính chất vật lý Este

Trạng thái

Ở điều kiện thường, este là chất lỏng (phần lớn các este )hoặc rắn (những este có khối lượng phân tử lớn). Ở nhiệt độ cao, este sẽ hóa lỏng (sáp ong hóa lỏng khi gặp nhiệt cao).

Nhiệt độ sôi

Nhiệt độ sôi và độ tan trong nước thấp hơn các axit có cùng khối lượng mol phân tử hoặc phân tử có cùng số nguyên tử cacbon.

Tính tan

Các este thường không tan trong nước (hoặc rất ít tan) bởi chúng không có liên kết hidro giữa các phân tử với nước.

Mùi thơm

Các este thường có mùi thơm đặc trưng.

• Isoamyl axetat:  mùi chuối chín.
• Etyl butirat và etyl propionat: mùi dứa.
• Geranyl axetat: mùi hoa hồng.
• Etyl Isovalerat: mùi táo.

Tính chất hóa học Este

Phản ứng thủy phân trong môi trường axit và bazo

Môi trường Axit

Phản ứng thủy phân trong môi trường axit của este thường là phản ứng thuận nghịch. Trong phản ứng này, este vẫn còn và sẽ tạo ra hai lớp chất lỏng.

Ví dụ:

Môi trường bazo (kiềm)

Trong môi trường bazo thì sẽ là phản ứng một chiều. Đây còn được gọi là phản ứng xà phòng hóa.

Phản ứng khử

Trong phản ứng khử, este bị khử bởi LiAlH4 (liti nhôm hidrua), nhóm R-CO- sẽ trở thành ancol bậc 1.

Phản ứng cộng và trùng hợp ở gốc hydrocacbon

Phản ứng cộng

Phản ứng cộng xảy ra với các phi kim như H₂, Cl₂, Br₂,…

Phản ứng trùng hợp ở gốc hydrocacbon

Các phân tử cần phải chứ liên kết đôi C=C để tham gia phản ứng trùng hợp.

Điều chế Este

Mỗi loại este sẽ có một phương pháp điều chế khác nhau. Có 3 loại este là: Este của ancol, Este của phenol, este không no.

Este của ancol

Phương pháp thường dùng là tiến hành phản ứng este hóa, đun hồi lưu ancol và axit hữu cơ, có H₂SO₄ đặc làm xúc tác.

RCOOH + R’OH  RCOOR’ + H₂O

Vì đây là phản ứng thuận nghịch. Nên để tăng hiệu suất phản ứng thuận:

• Tăng nồng độ chất tham gia
• Giảm nồng độ sản phẩm bằng cách: đun nóng để este bay hơi hoặc dùng H₂SO₄ đặc để hút nước. H₂SO₄ đặc vừa là xúc tác, vừa làm tăng hiệu suất phản ứng.

Este của phenol

Loại este này không điều chế được bằng phản ứng của axit cacboxylic với phenol mà phải dùng anhidrit axit hoặc clorua axit tác dụng với phenol.

(CH₃CO)₂O + C₆H₅OH $\to$CH₃COOC₆H₅ + CH₃COOH

Este không no

RCOOH + HC $\equiv$CH (xúc tác, nhiệt độ) ${\to }^{}$ RCOOCH=CH₂

Ứng dụng Este trong cuộc sống

Este có tính ứng dụng rất cao và rất thường xuyên được sử dụng trong cuộc sống thường ngày như:

Làm dung môi (pha sơn)

• Với mùi thơm đặc trưng, este được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm.

• Sản xuất các chất quan trọng trong đời sống như: keo dán, chất dẻo… Vậy nên chúng được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực chất hóa dẻo và dược phẩm.

Ví dụ:

• poli (vinyl axetat) tham gia phản ứng thủy phân thành keo dán.
• butyl và amyl axetat được dùng để pha sơn tổng hợp.

Bài tập vận dụng về Este

Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Este được dùng làm dung môi là do:

1. Este thường có mùi thơm dễ chịu.
2. Este có khả năng hòa tan tốt các chất hữu cơ, kể cả hợp chất cao phân tử.
3. Este có nhiệt độ sôi thấp.
4. Este là chất lỏng, nhẹ hơn nước, rất ít tan trong nước.

Câu 2: Dầu chuối được dùng trong thực phẩm là este có tên:

1. Isoamyl axetat  
2. Etyl butyrat
3. Metyl fomat
4. Geranyl axetat

Câu 3: Để điều chế phenyl axetat có thể dùng phản ứng nào sau đây?

1. CH₃COOH + C₆H₅OH $\to$CH₃COOC₆H₅ + H₂O
2. CH₃OH + C₆H₅COOH $\to$C₆H₅COOCH₃ + H₂O
3. (CH₃CO)₂O + C₆H₅OH $\to$CH₃COOC₆H₅ + CH₃COOH
4.  CH₃COOH + C₆H₅Cl $\to$CH₃COOC₆H₅ + HCl

Câu 4: Ứng với công thức C₄H₈O₂ có bao nhiêu este là đồng phân của nhau?

1. 2
2. 3
3. 4
4. 5

Câu 5: Este X chứa vòng benzen có công thức phân từ là C₈H₈C₂. số công thức cấu tạo của X là?

1. 3
2. 4
3. 5
4. 6 

Bài tập tự luận

Câu 1: Đốt cháy m (g) este mạch hở X tạo thành 0,4 mol CO2 và 5,4g H2O. 1 mol X làm mất màu dung dịch chứa 160g Br2. 1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol kiềm tạo ra một sản phẩm thủy phân có thể tham gia phản ứng tráng bạc. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của X.

Hướng dẫn:

1 mol X làm mất màu 1 mol Br2 ⇒ trong X có chứa 1 nối đôi

1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol NaOH ⇒ X đơn chức

⇒ Đặt công thức phân tử của este X là: CnH2n-2O2

Ta có: nC : nH = n : (2n – 2) = 0,4 : 0,6 ⇒ n = 4

⇒ Công thức phân tử của X: C4H6O2

X thủy phân cho sản phẩm tham gia phản ứng tráng bạc

TH1: X là este của axit fomic ⇒ X có CTCT: HCOOCH=CH-CH3 hoặc HCOOC(CH3)=CH2

TH2: X thủy phân ra andehit ⇒ X có CTCT: CH3COOH=CH2

⇒ Có 3  CTCT của X phù hợp đề bài HCOOCH=CH-CH3; HCOOC(CH3)=CH2; CH3COOCH=CH2

Câu 2: Thực hiện phản ứng xà phòng hoá chất hữu cơ X đơn chức với dung dịch NaOH thu được một muối Y và ancol Z. Đốt cháy hoàn toàn 2,07 gam Z cần 3,024 lít O2 (đktc) thu được lượng CO2 nhiều hơn khối lượng nước là 1,53 gam. Nung Y với vôi tôi xút thu được khí T có tỉ khối so với không khí
bằng 1,03. CTCT của X là?

Hướng dẫn:

X đơn chức, tác dụng với NaOH sinh ra muối và ancol ⇒ X là este đơn chức: RCOOR’.

Mặt khác: mX + mO2= mCO2+ mH2O=> 44.nCO2+ 18.nH20= 2,07 + (3,024/22,4).32 = 6,39 gam

Và 44.nCO2- 18.nH20 = 1,53 gam ⇒ n CO2= 0,09 mol ; n H20= 0,135 mol n H20 > nCO2

⇒ Z là ancol no, đơn chức, mạch hở có công thức: CnH2n+1OH (n ≥ 1)

Xem thêm:

• C là gì trong hóa học? Khái niệm, công thức tính C và các bài tập ví dụ có đáp án
• Thể tích là gì? Công thức tính thể tích hóa học và các bài tập có giải
• Chuỗi phản ứng hóa học hữu cơ lớp 11 đầy đủ, có đáp án

Bên trên là mục kiến thức cơ bản nhất về este mà BamBoo School đã tổng hợp. Mong rằng bài viết sẽ cung cấp cho các bạn học sinh những kiến thức cần thiết! Và cũng đừng quên rèn luyện kiến thức của mình qua những bài tập mà BamBoo School đã chuẩn bị cho các bạn nhé! Vì chỉ khi luyện tập thật nhiều thì mới dần hiểu và “thuần phục” được môn hóa học, đúng không nào!?