BÀI 2: XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Trong các chất sau, chất nào là chất giặt rửa tổng hợp? Xác định đầu ưu nước và đuôi kị nước của các chất đó.

a) CH₃[CH₂]₁₄COONa; b) CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na.

Trả lời:

Chất a là xà phòng, có đầu ưa nước là –COONa, đuôi kị nước là CH₃[CH₂]₁₄^-.

Chất b là chất giặt rửa tổng hợp có đầu ưu nước là –OSO₃Na và đuôi kị nước là CH₃[CH₂]₁₀CH₂-.

Câu 2: Viết phương trình phản ứng xà phòng hoá chất béo tripalmitin (tạo thành từ glycerol và palmitic acid).

Trả lời:

Phương trình hoá học của phản ứng:

(C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅ + 3NaOH 3C₁₅H₃₁COONa + C₃H₅(OH)₃

Câu 3: Cho các chất: palmitic acid, tristearin, sodium hydroxide, chlohidric acid, sodium chloride. Những hoá chất nào được sử dụng trong quá trình điều chế xà phòng bằng phản ứng xà phòng hoá?

Trả lời:

Có 3 hoá chất, đó là: tristearin, sodium hydroxide và sodium chloride.

Câu 4: Khi cho vài giọt dầu ăn vào dung dịch xà phòng, lắc đều thì có hiện tượng gì xảy ra?

Trả lời:

Khi cho vài giọt dầu ăn vào dung dịch xà phòng, lắc đều thì có hiện tượng dầu ăn tan vào dung dịch xà phòng.

2. THÔNG HIỂU (6 CÂU)

Câu 1: Vì sao không nên dùng xà phòng khi giặt rửa với nước cứng?

Trả lời:

Vì trong nước cứng có ion của muối Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃^-. Phản ứng giữa nước cứng và chất giặt rửa xảy ra xuất hiện kết tủa làm giảm tác dụng giặt rửa của xà phòng.

Câu 2: Vì sao bồ kết có khả năng giặt rửa?

Trả lời:

Vì trong bồ kết có những chất có cấu tạo kiểu đầu phân cực gắn với đuôi dài không phân cực làm cho nó có khả năng giặt rửa.

Câu 3: Có nên dùng xô, chậu bằng nhôm để đựng quần áo ngâm xà phòng không? Vì sao?

Trả lời:

Không nên dùng xô, chậu bằng nhôm để đựng quần áo ngâm xà phòng vì xô chậu (Al₂O₃) bị nhanh hỏng do trong xà phòng có kiềm. Phương trình hoá học:

Al₂O₃ + NaOH → NaAlO₂ + H₂O

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + H₂

Câu 4: Em hãy nêu sự giống và khác nhau về cấu tạo giữa xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp.

Trả lời:

- Điểm giống nhau: chúng đều gồm 2 phần là phần phân cực (đầu ưu nước) có thể hoà tan được trong nước và phần không phân cực (đuôi kị nước) có gốc hydrocarbon mạch dài không tan trong nước.

- Điểm khác nhau:

+ Phần phân cực của xà phòng là nhóm carboxylate.

+ Phần phân cực của chất giặt rửa tổng hợp là nhóm sulfate, sulfonate.

Câu 5: “Chất giặt rửa tổng hợp không phải xà phòng nhưng thường được gọi là xà phòng”. Em hãy giải thích phát biểu trên.

Trả lời:

- Chất giặt rửa tổng hợp không phải là xà phòng vì chúng không phải là muối sodium hoặc potassium của các acid béo.

- Tuy nhiên, chất giặt rửa tổng hợp cũng có cấu tạo gồm một đầu ưa nước gắn với một đuôi kị nước như xà phòng. Tương tự như xà phòng, chất giặt rửa tổng hợp cũng được dùng trong tắm gội, giặt giũ… Chính vì vậy, chất giặt rửa tổng hợp không phải xà phòng nhưng lại thường được gọi là xà phòng.

Câu 6: Tại sao xà phòng và chất giặt rửa có thể loại bỏ các vết bẩn trên quần áo, dầu mỡ ở chén bát?

Trả lời:

Khi xà phòng, chất giặt rửa tan vào nước sẽ tạo dung dịch có sức căng bề mặt nhỏ làm cho vật cần giặt rửa dễ thấm ướt. Đuôi kị nước trong xà phòng và chất giặt rửa thâm nhập vào vết bẩn, phân chia vết bẩn thành những hạt rất nhỏ có đầu ưa nước quay ra ngoài, các hạt này phân tán vào nước và bị rửa trôi. Kết quả là các vết bẩn trên quần áo, dầu mỡ ở chén bát bị loại bỏ.

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Đường ống thoát nước của bồn rửa chén sau khi sửa dụng một thời gian có thể bị tắc do chất béo dạng rắn (như glyceryl tristearate (tristearin) có trong mỡ động vật) đọng ở truòng đường ống. Để thông tắc, có thể cho một ít NaOH dạng rắn vào đường ống thoát nước.

a) Giải thích hiện tượng và viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong quá trình thông tắc.

b) Nếu dùng 12 gam NaOH rắn thì có thể xà phòng hoá tối đa được bao nhiêu gam tristearin?

Trả lời:

a) Vì NaOH hoà tan vào nước và toả nhiệt làm cho phản ứng xà phòng hoá xảy ra nhanh hơn. Xà phòng tạo thành tan được trong nước làm cho đường ống không bị tắc.

b) Ta có: M_tristearin = 890 gam/mol

n_NaOH = = 0,3 mol.

n_tristearin = . n_NaOH = 0,1 mol => m_tristearin = 0,1.890 = 89 gam.

Câu 2: Chỉ số xà phòng hoá là số miligam KOH dùng để xà phòng hoá hết triglycerid và trung hoà hết lượng acid tự do trong 1 gam chất béo. Một chất béo chứa 3,55% stearic acid và 89% tristearin về khối lượng, còn lại là các chất không tham gia phản ứng với KOH. Tính chỉ số xà phòng hoá của chất béo trên.

Trả lời:

Trong 1 gan chất béo có: n_{stearic acid} = 1,15.10^-4 mol; n_tristearin = 0,001 mol

Phương trình hoá học: C₁₅H₃₅COOH + KOH → C₁₇H₃₅COOK + H₂O

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3KOH 3C₁₇H₃₅COOK + C₃H₅(OH)₃

n_{KOH phản ứng} = 1,25.10^-4 + 3.0,001 = 0,003125 mol

m_KOH = 0,003125.56 = 0,175 gam = 175 mg.

Chỉ số xà phòng hoá của chất béo trên là 175.

Câu 3: Tính khối lượng muối dùng để sản xuất xà phòng thu được khi cho 100 kg một loại mỡ chứa 50% tristearin, 30% trioleion và 20% tripalmitin tác dụng với sodium hydroxide vừa đủ (giả thiết hiệu suất phản ứng đạt 100%).

Trả lời:

Phương trình tổng quát: (RCOO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

n_tristearin = n_triolein = (mol) ; n_tripalmitin = mol.

n_NaOH = 0,3488 kmol; n_glycerol = 0,1163 kmol.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_RCOONa = 100+40x0,3488-0,1163x92 = 103,25 kg

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Một loại chất béo có chứa 75% tristearin về khối lượng. Để sản xuất 4 nghìn bánh xà phòng cần dùng tối thiểu x kg loại chất béo trên cho phản ứng với dung dịch NaOH đun nóng. Biết rằng trong mỗi bánh xà phòng có chứa 70 gam sodium stearate. Tìm x.

Trả lời:

Số mol sodium stearate là: 4.10³.70 = 280.10³ g = 280 kg

Phương trình hoá học: (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

Khối lượng tristearin là: 280.890:918 = 274,46 kg

Khối lượng chất béo là: 271,46:75x100 = 361,9 kg.

Câu 2: Một loại chất béo có chứa 80% tristearin về khối lượng. Để sản xuất 9,2 triệu chai nước rửa tay (có chứa chất dưỡng ẩm glycerol) cần dùng tối thiểu x tấn loại chất béo trên cho phản ứng với dung dịch NaOH, đun nóng. Biết rằng trong mỗi chai nước rửa tay có chứa 6 gam glycerol. Giá trị của x là bao nhiêu?

Trả lời:

Khối lượng glycerol là: 9,2.10⁶.6 = 55,2.10⁶ gam = 55,2 tấn.

Phương trình hoá học: (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

Khối lượng tristearin là: 55,2.890 : 92 = 534 tấn.

Khối lượng chất béo là: 534:80x100 = 667,5 tấn.