Bài 3: KHÁI NIỆM VỀ XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP

B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN

1. Xà phòng là gì?

Trả lời:

Xà phòng là hỗn hợp muối natri hoặc kali của axit béo, có thêm một số phụ gia.

2.Ghi Đ (đúng) hoặc S (sai) vào ô trống bên cạnh các ô sau:

a) Xà phòng là sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa. $\square$

b) Muối natri hoặc kali của axit hữu cơ là thành phần chính của xà phòng. $\square$

c) Khi đun nóng chất béo với dung dịch NaOH hoặc KOH ta được xà phòng. $\square$

d) Từ dầu mỏ ta có thể sản xuất được chất giặt rửa tổng hợp. $\square$

Trả lời:

- Câu đúng là:

a) Xà phòng là sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa.

c) Khi đun nóng chất béo với dung dịch NaOH hoặc KOH ta được xà phòng.

d) Từ dầu mỏ ta có thể sản xuất được chất giặt rửa tổng hợp.

- Câu sai là

b) Muối natri hoặc kali của axit hữu cơ là thành phần chính của xà phòng.

3. Một loại mỡ động vật chứa 20% tristearoylglixerol, 30% tripanmitoylglixerol và 50% trioleoylglixerol (về khối lượng).

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra khi thực hiện phản ứng xà phòng hóa loại mỡ trên.

b) Tính khối lượng muối thu được khi xà phòng hóa 1 tấn mỡ trên bằng dung dịch NaOH, giả sử hiệu suất của quá trình đạt 90%.

Giải:

a) Các phương trình hóa học:

$(C_{17}H_{35}COO)_{3}C_{3}H_{5}+3NaOH\rightarrow 3C_{17}H_{35}COONa+C_{3}H_{5}(OH)_{3}$

$(C_{15}H_{31}COO)_{3}C_{3}H_{5}+3NaOH\rightarrow 3C_{15}H_{31}COONa+C_{3}H_{5}(OH)_{3}$

$(C_{17}H_{33}COO)_{3}C_{3}H_{5}+3NaOH\rightarrow 3C_{17}H_{33}COONa+C_{3}H_{5}(OH)_{3}$

b) -Trong một tấn mỡ có 200kg tristearoylglixerol hay ứng với số mol là:

$n_{tristearin}$ = $\large \frac{200000}{890}$ = 224,72 mol

- Trong một tấn mỡ có 300kg tripanmitoylglixerol hay ứng với số mol là:

$n_{tripanmitin}$ = $\large \frac{300000}{806}$ = 372,21 mol

-Trong một tấn mỡ có 500kg trioleoylglixerol hay ứng với số mol là:

$n_{triolein}$ = $\large \frac{500000}{884}$ = 565,61 mol

- Khối lượng muối thu được:

+ Natri stearat: 224,72 x 3 x 306 = 206292,96g

+ Natri panmitat: 372,21 x 3 x 278 = 310423,14g

+ Natri oleat: 565,61 x 3 x 304 = 515836,32g

- Tổng khối lượng xà phòng thu được là:

= 206292,96 + 310423,14 + 515836,32 = 1032552,42g.

4. Nêu những ưu điểm và hạn chế của việc dùng xà phòng so với dùng chất giặt rửa tổng hợp.

Trả lời:

- Xà phòng dùng tắm gội, giặt giũ,... có ưu điểm là không gây hại cho da, cho môi trường (vì dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật có trong thiên nhiên).

- Xà phòng có nhược điểm so với dùng chất giặt rửa tổng hợp là khi dùng với nước cứng (nước có nhiều ion $Ca^{2+}$ và $Mg^{2+}$) thì các muối canxi stearat, canxi panmitat, ... sẽ kết tủa làm giảm tác dụng giặt rửa và ảnh hưởng đến chất lượng vải sợi. Các muối của axit đođexylbenzensunfonic có trong chất giặt rửa tổng hợp lại tan được trong nước cứng, do đó chất giặt rửa tổng hợp có ưu điểm hơn xà phòng là có thể giặt rửa cả trong nước cứng.

5. Cần bao nhiêu kg chất béo chứa 89% khối lượng tristearin (còn 11% tạp chất trợ bị loại bỏ trong quá trình nấu xà phòng) để sản xuất được 1 tấn xà phòng chứa 72% khối lượng natri stearat.

Giải:

- Khối lượng natri stearat: $\large \frac{1000.72}{100}$ = 720kg

- Phương trình hóa học:

⇒ x = $\large \frac{890.720}{3.306}$ = 698kg

- Khối lượng chất béo: $\large \frac{698.100}{89}$ = 784kg

II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO

1.Một số este được dùng trong hương liệu, mĩ phẩm, bột giặt là nhờ các este

A. là chất lỏng dễ bay hơi.

B. có mùi thơm, an toàn với người.

C. có thể bay hơi nhanh sau khi sử dụng.

D. đều có nguồn gốc từ thiên nhiên.

Trả lời:

Chọn B. Dựa vào đặc tính có mùi thơm và an toàn với người nên một số este được dùng trong hương liệu, mĩ phẩm, bột giặt.

2.Chất giặt rửa tổng hợp có ưu điểm

A. dễ tìm.

B. rẻ tiền hơn xà phòng.

C. có thể dùng để giặt rửa cả trong nước cứng.

D. có khả năng hòa tan tốt trong nước.

Trả lời:

Chọn C. Ưu điểm của chất giặt rửa tổng hợp là có thể dùng trong cả nước cứng.

3. Để xà phòng hóa 100kg triolein có chỉ số axit bằng 7 cần 14,1kg NaOH. Tính khối lượng xà phòng thu được, biết phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Giải:

- Các phản ứng xà phòng hóa và trung hòa axit là:

$(C_{17}H_{33}COO)_{3}C_{3}H_{5}+3NaOH\overset{t^{0}}{\rightarrow}3C_{17}H_{33}COONa+C_{3}H_{5}(OH)_{3}$

RCOOH + NaOH → RCOONa + $H_{2}O$

- Vì chỉ số axit bằng 7 nên số mg KOH là 7mg = 0,007g và khối lượng KOH cần dùng để trung hòa axit là:

$m_{KOH}$ = 0,007.100000 = 700g

hay $n_{KOH}$ = $\large \frac{700}{56}$ = 12,5mol

- Số mol NaOH cần dùng để trung hòa axit là: $n_{NaOH}$ = $n_{KOH}$ = 12,5mol.

- Khối lượng NaOH cần dùng để trung hòa axit là:

$m_{NaOH}$ = 12,5.40 = 500g

- Khối lượng nước sinh ra: $m_{H_{2}O}$ = 12,5.18 = 225g.

- Khối lượng NaOH dùng để xà phòng hóa là:

$m'_{NaOH}$ = 14100–500 = 13600g

- Số mol NaOH dùng để xà phòng hóa là: $n'_{NaOH}$ = $\large \frac{13600}{40}$ = 340mol

- Số mol glixerol thu được là: $n'_{glixerol}$ = $\large \frac{340}{3}$ = 113,33mol

- Khối lượng glixerol thu được là: $m'_{glixerol}$ = 113,33.92 = 10426,36g

- Khối lượng xà phòng thu được là:

= 100000 + 14100 - 10426,36 - 225 = 103448,64g.

4. Tính chỉ số xà phòng hóa của một mẫu chất béo, biết rằng trong chất béo này có 2,84% axit stearic còn lại là tristearin.

Giải:

- CTPT của axit stearic là $C_{17}H_{35}COOH$, với M = 284g/mol.

- Trong 1g chất béo có:

$m_{axit stearic}$ = 0,0284g và $n_{axit stearic}$ = $\large \frac{0,0284}{284}$ = 0,0001mol

$m_{tristearin}$ = 1 - 0,0284 = 0,9716g và $n_{tristearin}$ = $\large \frac{0,9716}{890}$ = 0,00109mol

- Tổng số mol KOH đã phản ứng (trung hòa axit và xà phòng hóa) là:

$n_{KOH}$ = 0,0001 + 3.0,00109 = 0,00337mol

- Khối lượng KOH cần dùng là:

$m_{KOH}$ = 0,00337.56 = 0,18872g = 188,72mg

Vậy: Chỉ số xà phòng hóa của chất béo trên là 188,72.