Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa 12 Kết nối tri thức 2024)

Nguyễn Mạnh Tài Ngày: 29-09-2024 Lớp 12

1.3 K

Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa sách Kết nối tri thức hay, chi tiết cùng với 10 bài tập trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa

A. Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa

I. Khái niệm, đặc điểm cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa

- Xà phòng là hỗn hợp muối sodium hoặc potassium của các acid béo và các chất phụ gia. Thành phần chủ yếu của xà phòng thường là muối sodium của palmitic acid hoặc stearic acid.

- Chất giặt rửa tổng hợp là các chất được tổng hợp hóa học, có tác dụng giặt rửa như xà phòng nhưng không phải là muối sodium, potassium của các acid béo. Những chất này thường là muối sodium alkylsulfate hoặc alkylbenzene sulfonate.

- Cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa phổ biến thường gồm hai phần:

+ Phần phân cực (đầu ưa nước): là nhóm carboxylate (xà phòng) hoặc nhóm sulfate, sulfonate (chất giặt rửa tổng hợp). Phần này có thể hòa tan trong nước

+ Phần không phân cực (đuôi kị nước): là gốc hydrocarbon có mạch dài (R). Phần này không tan trong nước.

Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa 12 Kết nối tri thức 2024) (ảnh 5)

II. Tính chất giặt rửa

- 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.

Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa 12 Kết nối tri thức 2024) (ảnh 4)

III. Phương pháp sản xuất xà phòng và chất giặt rửa

1. Phương pháp sản xuất xà phòng

Xà phòng được sản xuất bằng cách đun chất béo với dung dịch NaOH đặc hoặc KOH đặc (phản ứng xà phòng hóa):

Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa 12 Kết nối tri thức 2024) (ảnh 3)

Xà phòng còn được sản xuất từ dầu mỏ theo sơ đồ sau:

Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa 12 Kết nối tri thức 2024) (ảnh 2)

2. Phương pháp sản xuất chất giặt rửa tổng hợp

Chất giặt rửa tổng hợp được sản xuất từ dầu mỏ theo sơ đồ sau:

Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa 12 Kết nối tri thức 2024) (ảnh 1)

IV. Ứng dụng của xà phòng và chất giặt rửa

- Xà phòng được sử dụng để tắm, rửa tay,… chất giặt rửa tổng hợp được sử dụng để giặt quần áo, rửa chén bát, lau sàn,…

- Chất giặt rửa tổng hợp được sử dụng phổ biến là do: chất giặt rửa dễ hòa tan trong nước hơn xà phòng; chất giặt rửa có thể sử dụng với nước cứng và môi trường acid, ngược lại xà phòng kém tác dụng trong môi trường này.

Sơ đồ tư duy Xà phòng và chất giặt rửa

B. Trắc nghiệm Xà phòng và chất giặt rửa

Câu 1. Thuỷ phân tripalmitin ((C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅) trong dung dịch NaOH, thu được muối có công thức

A. C₁₇H₃₅COONa.

B. C₂H₅COONa.

C. CH₃COONa.

D. C₁₅H₃₁COONa.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Phương trình phản ứng hóa học:

(C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅+ 3NaOH $\overset{t^{ο}}{\to}$ C₃H₅(OH)₃+ 3C₁₅H₃₁COONa.

Câu 2. Từ tristearin, người ta dùng phản ứng nào để điều chế xà phòng?

A. Phản ứng ester hoá.

B. Phản ứng thuỷ phân ester trong môi trường acid

C. Phản ứng cộng hydrogen.

D. Phản ứng thuỷ phân ester trong môi trường kiềm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Từ tristearin, người ta dùng phản ứng thuỷ phân ester trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hóa) để điều chế xà phòng.

Phương trình phản ứng hóa học:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅+ 3NaOH $\overset{t^{ο}}{\to}$ C₃H₅(OH)₃+ 3C₁₇H₃₅COONa.

Câu 3. Thành phần chính của xà phòng là

A. muối của acid béo.

B. muối của acid vô cơ.

C. muối sodium hoặc potassium của acid béo.

D. muối sodium hoặc potassium của acid.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Xà phòng là hỗn hợp muối sodium hoặc potassium của các acid béo và các chất phụ gia.

Câu 4. Một loại chất béo có chứa 80% triolein về khối lượng. Xà phòng hóa hoàn toàn 5,525 kg chất béo này trong dung dịch NaOH, đun nóng thu được một số lượng bánh xà phòng. Biết rằng trong mỗi bánh xà phòng có chứa 60 gam sodium oleate. Số bánh xà phòng thu được là

A. 80.

B. 70.

C. 60.

D. 90.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

m_triolein = 5,525.80% = 4,42 kg.

PTHH: (C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ + 3KOH $\overset{t^{o}}{\to}$ 3C₁₇H₃₃COOK + C₃H₅(OH)₃

884 g → 960 g

_{4,42 kg → $m = \frac{4, 42.960}{884} = 4, 8 k g$ = 480g.}

$\Rightarrow$ Số bánh xà phòng là $\frac{4800}{60}$ = 80 bánh.

Câu 5. Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt khoảng 5 gam dầu dừa và 10 mL dung dịch NaOH 40%.

Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp, liên tục khuấy đều bằng đũa thủy tinh khoảng 30 phút và thỉnh thoảng thêm nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi. Để nguội hỗn hợp.

Bước 3: Rót vào hỗn hợp 15 - 20 mL dung dịch NaCl bão hòa, nóng, khuấy nhẹ rồi để yên.

Phát biểu nào sau đây về thí nghiệm trên sai?

A. Sau bước 3, thấy có lớp chất rắn màu trắng nổi lên là glycerol.

B. Ở bước 3, thêm dung dịch NaCl bão hòa là để tách muối của acid béo ra khỏi hỗn hợp.

C. Ở bước 2, việc thêm nước cất để đảm bảo phản ứng thủy phân xảy ra.

D. Trong thí nghiệm trên, có xảy ra phản ứng xà phòng hóa chất béo.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

A. Sai vì chất rắn màu trắng nổi lên là xà phòng. Khi nhỏ NaCl bão hòa, hỗn hợp sẽ tăng tính phân cực làm cho xà phòng kém tan và dễ tách ra hơn, đồng thời làm tăng tỉ khối hỗn hợp giúp xà phòng nổi lên trên.

Câu 6. Điều chế xà phòng bằng thí nghiệm nào sau đây?

A. Cho chất béo tác dụng với acid.

B. Cho chất béo tác dụng với dung dịch kiềm đặc, đun nóng.

C. Cho chất béo tác dụng với muối.

D. Cho chất béo tác dụng với ammonia.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Xà phòng được sản xuất bằng cách cho chất béo (dầu, mỡ,...) tác dụng với dung dịch kiềm đặc (KOH hoặc NaOH), đun nóng.

Câu 7. Nguyên liệu nào sau đây dùng để điều chế chất giặt rửa tổng hợp?

A. Dầu mỏ.

B. Mỡ động vật.

C. Mật ong.

D. Tinh bột.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Có thể điều chế chất giặt rửa tổng hợp từ dầu mỏ.

Câu 8. Phần kị nước trong xà phòng và chất giặt rửa là

A. nhóm carboxylate.

B. nhóm sulfate.

C. gốc hydrocarbon dài.

D. nhóm sulfonate.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa phổ biến thường gồm hai phần:

+ Phần phân cực (đầu ưa nước): là nhóm carboxylate (xà phòng) hoặc nhóm sulfate, sulfonate (chất giặt rửa tổng hợp). Phần này có thể hòa tan trong nước.

+ Phần không phân cực (đuôi kị nước): là gốc hydrocarbon có mạch dài (R). Phần này không tan trong nước.

Câu 9. Chất nào sau đây là chất giặt rửa tổng hợp?

A. C₂H₅COONa.

B. CH₃[CH₂]₁₆COOK.

C. CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na.

D. CH₃[CH₂]₁₁CO₃Na.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Thành phần của chất giặt rửa tổng hợp thường là các muối sodium như sodium alkylsulfate (R−OSO₃Na), sodium alkylbenzenesulfonate (R−SO₃Na).

Vậy CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na là chất giặt rửa tổng hợp.

Câu 10. Không nên dùng xà phòng khi giặt rửa với nước cứng vì

A. xuất hiện kết tủa làm giảm tác dụng giặt rửa và ảnh hưởng đến chất lượng sợi vải.

B. gây ô nhiễm môi trường.

C. xà phòng mất tác dụng khi dùng với nước cứng.

D. gây hại cho da tay.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Nước cứng chứa ion Ca²⁺, Mg²⁺ sẽ tạo kết kết tủa với các gốc acid béo trong xà phòng (VD: có thể tạo thành kết tủa calcium stearate) làm giảm khả năng tẩy rửa, kết tủa đọng lại trên sợi vải, làm bục sợi vải.

Câu 11. Chất giặt rửa tự nhiên và tổng hợp cũng có tác dụng giặt rửa như xà phòng.

a. Thành phần của chất giặt rửa tự nhiên là muối sodium, potassium của các acid béo.

b. Thành phần của chất giặt rửa tổng hợp thường là các muối sodium như sodium alkylsulfate (R−OSO₃Na), sodium alkylbenzenesulfonate (R−SO₃Na), …

c. Nước bồ hòn, bồ kết là các chất giặt rửa tự nhiên.

d. Xà phòng cũng là một loại chất giặt rửa tổng hợp.

Hướng dẫn giải

a. Sai vì thành phần chất giặt rửa tự nhiên không phải muối sodium, potassium của các acid béo.

b. Đúng.

c. Đúng.

d. Sai vì xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp có thành phần khác nhau. Xà phòng có đầu ưa nước là nhóm carboxylate, chất giặt rửa tổng hợp có đầu ưa nước là nhóm sulfate, sulfonate.

Câu 12. Cho các chất: (1) CH₃[CH₂]₁₄COONa, (2) CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na, (3) CH₃[CH₂]₁₁C₆H₄SO₃Na

a. Chất số (1) là xà phòng.

b. Chất số (2), (3) là chất giặt rửa.

c. Cả ba chất trên đều có khả năng giặt rửa, làm sạch vết bẩn.

d. Cả ba chất trên đều không tan trong nước.

Hướng dẫn giải

a. Đúng vì đây là muối sodium của palmitic acid (một loại acid béo).

b. Đúng vì thành phần của chất giặt rửa tổng hợp thường là các muối sodium như sodium alkylsulfate (R−OSO₃Na), sodium alkylbenzenesulfonate (R−SO₃Na).

c. Đúng vì xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp đều có tính giặt rửa, làm sạch vết bẩn.

d. Sai vì cả ba chất đều là muối của sodium nên đều tan được trong nước (đây là tính chất của hợp chất ion, tan trong dung môi phân cực).

Câu 13. Cho các chất: palmitic acid, tristearin, sodium hydroxide, chlohidric acid, sodium chloride, glycerol. Số hóa chất được sử dụng trong quá trình điều chế xà phòng bằng phản ứng xà phòng hóa là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Đáp số: 3.

+ Bao gồm: tristearin, sodium hydroxide, sodium chloride.

Phản ứng xà phòng hóa là phản ứng giữa ester và dung dịch kiềm ⟹ tristearin và sodium hydroxide là 2 chất tham gia phản ứng xà phòng hóa. Sodium chloride được thêm vào ở bước cuối cùng để giúp cho việc thu xà phòng trở nên dễ dàng hơn.

+ Palmitic acid không tham gia phản ứng xà phòng hóa, phản ứng giữa palmitic acid với dung dịch kiềm là phản ứng acid – base.

+ Chlohidric acid không được sử dụng trong quá trình điều chế xà phòng bằng phản ứng xà phòng hóa.

+ Glycerol là sản phẩm của quá trình điều chế xà phòng bằng phản ứng xà phòng hóa, không phải chất tham gia.

Câu 14. 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? Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị.

Hướng dẫn giải

Đáp số: 668.

m_glycerol = 9,2.10⁶.6 = 55,2.10⁶ gam = 55,2 tấn.

PTHH: (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH $\overset{t^{o}}{\to}$ 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

890 g → 92 g

m_{tristearin $= \frac{55, 2.890}{92} = 534$}tấn ← 55,2 tấn

_{⟹ mchất béo = $\frac{534}{80 %}$ = 667,5 tấn $\approx$ 668 tấn}

Câu 15. 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. Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị.

Hướng dẫn giải

Đáp số: 362.

m_{sodium stearate} = 4.10³.70 = 280.10³ g = 280 kg.

_{PTHH: (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH $\overset{t^{o}}{\to}$ 3C17H35COONa + C3H5(OH)3}

890 g → 918 g

m_tristearin = $\frac{280.890}{918}$ =271,46 kg ← 280 kg

⟹ m_{chất béo} = $\frac{271, 46}{75 %}$ = 361,9 kg $\approx$ 362 kg.

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 1: Ester - Lipid

Lý thuyết Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa

Lý thuyết Bài 4: Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

Lý thuyết Bài 5: Saccharose và maltose