Bài 3: Lí thuyết + giải bài tập về xà phòng, chất giặt rửa tổng hợp

A - Kiến thức trọng tâm

I – Xà phòng

  1. Khái niệm

Xà phòng thường dùng là hỗn hợp muối natri hoặc kali của axit béo (như C₁₇H₃₅COONa, C₁₇H₃₅COOK) và chất phụ gia.

  2. Phương pháp sản xuất

• Đun dầu thực vật hoặc mỡ động vật với NaOH hoặc KOH ở nhiệt độ và áp suất cao.

(RCOO)₃C₃H₅ + 2NaOH \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

•  Oxi hóa ankan của dầu mỏ nhờ oxi không khí, có muối Mn²⁺ xúc tác,….

II- Chất giặt rửa tổng hợp

  1. Khái niệm  

• Chất giặt rửa là những chất khi dùng cùng với nước thì có tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên các vật rắn mà không gây ra phản ứng hóa học với các chất đó.
• Đặc điểm cấu tạo của chất giặt rửa gồm 2 phần:

               + Phần đầu ưa nước chứa các nhóm chất phân cực, có tác dụng lôi kéo các vết bẩn về phía phân tử nước.

               + Phần đuôi dài ưa dầu mỡ, có tác dụng thâm nhập vào các vết bẩn. Kết quả các vết bẩn bị phân chia thành những hạt rất nhỏ được giữ chặt bởi chất giặt               rửa, phân tán vào nước và bị rửa trôi.

  2. Phương pháp sản xuất

• Chất giặt rửa tổng hợp không phải là natri (kali) của axit béo, không sản xuất từ chất béo mà được sản xuất từ sản phẩm của dầu mỏ.
• Chất giặt rửa tổng hợp là muối natri sunfonat của axit sunfonic.

           C₁₁H₂₃ – CH₂ – C₆H₄ – SO₃Na (natri đođexylbenzen sunfonat)

III – Tác dụng tẩy rửa của xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp

• Muối natri trong xà phòng hay trong chất giặt rửa tổng hợp có khả năng làm vết bẩn phân tán thành nhiều phần nhỏ hơn rồi được phân tán vào nước và bị rửa trôi
• Trong xà phòng có các muối panmitat và stearat làm kết tủa  các kim loại Mg2+ Ca2+ vì vậy không nên dùng có trong nước cứng.

          Các muối của chất giặt rửa tổng hợp lại tan được dùng trong nước cứng vì vậy dùng được trong nước cứng

B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1:Trang 15 sgk hóa học 12

Xà phòng là gì?

Hướng dẫn giải

Xà phòng là hỗn hợp muối natri hoặc muối kali của axit béo (như C₁₇H₃₅COONa, C₁₇H₃₅COOK) có thêm một số chất phụ gia.

Câu 2: Trang 15 sgk hóa học 12

Phát biểu sau đây là đúng (Đ) hay sai (S) ?

a) Xà phòng là sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa.
b) Muối natri hoặc kali của axit hữu cơ là thành phần chính của xà phòng.
c) Khi đun nóng chất béo với dung dịch NaOH  hoặc KOH ta được xà phòng.
d) Từ dầu mỏ có thể sản xuất được chất giặt rửa tổng hợp.

Hướng dẫn giải

a) Đ

b) S. Thành phần chính của xà phòng là hỗn hợp của muối natri hoặc kali của axit béo.

c) Đ

d) Đ

Câu 3: Trang 15 sgk hóa học 12

Một loại mỡ động vật chứa 20% tristearoylglixerol, 30% tripanmitoyglixerol 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 gần 1 tấn mỡ trên bằng dung dịch NaOH, giả sử hiệu suất của quá trình đạt 90%.

Hướng dẫn giải

a) Các PTHH:

                (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH  → 3 C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃   (1)

                (C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅ + 3NaOH  → 3 C₁₅H₃₁COONa + C₃H₅(OH)₃      (2)

                (C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ + 3NaOH  → 3C₁₇H₃₃COONa + C₃H₅(OH)₃        (3)

b)

 Số mol tristearoylglixerol = \[\frac{20000}{890}\]= 224,72(mol).

 Số mol trioleoylglixerol = \[\frac{500000}{884}\]= 565,61 (mol).

 Số mol tripanmitoylglixerol = \[\frac{300000}{806}\]=372,21 (mol).

Theo (1) thì khối lượng của natri stearat sẽ là :

224,72.3.306 = 206292,96 (gam).

Theo (2) thì khối lượng natripanmitat là :

372,21.278.3 = 310423,14 (gam).

Theo (3) thì khối lượng natri oleat là :

565,61.3.304 = 515836,32 (gam)

⇒ Tổng khối lượng muối thu được là : 1032552,42 (gam)

Vì hiệu suất của cả quá trình bằng 90% nên khối lượng muối thực tế thu được là :

1032552,42.90% = 929297,18 (gam).

Câu 4: Trang 16 sgk hóa học 12

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

Hướng dẫn giải

Xà phòng chỉ dùng được trong nước mềm, chất giặt rửa tổng hợp dùng được ngay cả trong nước cứng.

Việc khai thác nguồn dầu, mỡ động, thực vật để sản xuất xà phòng dẫn đến mất cân bằng sinh thái, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.

Câu 5:  Trang 16 sgk hóa học 12

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

Hướng dẫn giải

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH   -> 3 C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃   

               x kg                                       720 kg

=> x = 698,04 kg.

Khối lượng của natri stearat 750kg  => khối lượng của stearin: [(\[\frac{720}{306}\])/3].890 = 698, 04(kg)

=>Khối lượng chất béo cần dùng là \[\frac{698,04}{0,89}\] = 784 (kg)

Bài viết gợi ý: