Phương pháp sản xuất xà phòng là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Phương pháp sản xuất xà phòng là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Phương pháp sản xuất xà phòng.

Phương pháp sản xuất xà phòng là gì (chi tiết nhất)

1. Phương pháp sản xuất xà phòng là gì?

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

Ví dụ:

Các muối của acid béo tách ra được đem trộn với chất diệt khuẩn, chất tạo hương,…rồi ép thành bánh với nhiều dạng khác nhau.

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

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Khái niệm xà phòng

- Xà phòng là hỗn hợp muối của 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.

2.2. Cấu tạo xà phòng

- 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 được trong nước.

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

2.3. Tính chất giặt rửa

Khi xà phòng 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 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.

3. Bài tập minh họa

Câu 1. 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.

C. Cho chất béo tác dụng với muối.

D. Cho chất béo tác dụng với ammonia.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Sản phẩm thu được khi cho chất béo (dầu, mỡ,...) tác dụng với dung dịch kiềm (KOH hoặc NaOH) là muối của acid béo (xà phòng) và glycerol.

Câu 2. 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 3. 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 $\stackrel{t°}{\to }$C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COONa.

Câu 4. 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 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. 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

A. 3.

B. 4.

C. 2.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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 7. Chất nào sau đây là xà phòng?

A. CH₃[CH₂]₁₀SO₃Na.

B. CH₃[CH₂]₅COONa.

C. CH₃[CH₂]₁₄COOK.

D. CH₃[CH₂]₁₄OSO₃Na.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Xà phòng có thành phần chính là hỗn hợp muối sodium hoặc potassium của acid béo.

CH₃[CH₂]₁₄COOK là muối potassium của CH₃[CH₂]₁₄COOH (palmitic acid, một loại acid béo) nên là xà phòng.

Câu 8. Xà phòng và chất giặt rửa có khả năng tẩy rửa là do phân tử của chúng có

A.hai đầu phân cực.

B.hai đầu không phân cực.

C. một đầu phân cực và một đầu không phân cực.

D.một đầu kị nước và một đầu ưa dầu.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

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 (không phân cực) 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 (phân cực) quay ra ngoài các hạt này phân tán vào nước và bị rửa trôi.

Câu 9. Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt khoảng 5 gam mỡ lợn 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 thêm vào hỗn hợp 15 – 20 mL dung dịch NaCl bão hòa nóng, khuấy nhẹ. Để yên hỗn hợp.

Cho các phát biểu sau:

(1) Sau bước 3 thấy có lớp chất rắn màu trắng chứa muối sodium của acid béo nổi lên.

(2) Vai trò của dung dịch NaCl bão hòa ở bước 3 là để tách muối sodium của acid béo ra khỏi hỗn hợp.

(3) Ở bước 2, nếu không thêm nước cất, hỗn hợp bị cạn khô thì phản ứng thủy phân không xảy ra.

(4) Ở bước 1, nếu thay mỡ lợn bằng dầu nhớt thì hiện tượng thí nghiệm sau bước 3 vẫn xảy ra tương tự.

(5) Trong công nghiệp, phản ứng ở thí nghiệm trên được ứng dụng để sản xuất xà phòng và glycerol.

Số phát biểu đúng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Đáp số: 4.

Bao gồm: 1, 2, 3, 5.

(1) Đúng vì muối sodium của acid béo tách khỏi dung dịch, nhẹ hơn nên nổi lên trên.

(2) Đúng vì dung dịch NaCl làm tăng độ phân cực của và tăng tỉ khối của hỗn hợp giúp muối sodium của acid béo dễ tách ra và nổi lên trên

(3) Đúng vì phản ứng thủy phân cần có mặt H₂O

(4) Sai vì dầu nhớt là hydrocarbon không có phản ứng thủy phân.

(5) Đúng vì phản ứng ở thí nghiệm trên là phản ứng xà phòng hóa chất béo, sản phẩm là muối sodium của acid béo (xà phòng) và glycerol.

Câu 10. 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 $\stackrel{t°}{\to }$ 3C₁₇H₃₃COOK + C₃H₅(OH)₃

      884 g       →     960 g

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

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

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Phần kị nước trong xà phòng là gì?

• Monosaccharide là gì?

• Disaccharide là gì?

• Polysaccharide là gì?

• Nhóm −OH hemiketal là gì?

• Nhóm −OH hemiacetal là gì?

---