Tiêu đề Bài 2 Xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp.pdf ✅

1 BÀI 1: XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Xà phòng a. Định nghĩa Xà phòng là hỗn hợp các muối sodium hoặc potassium của acid béo và một số chất phụ gia. Các acid béo ở đây thường là acid no như palmitic acid, stearic acid. Chất phụ gia thường dùng là chất độn làm tăng độ cứng để dễ đúc thành bánh, chất tạo màu và chất tạo hương. b. Đặc điểm cấu tạo phân tử muối và acid béo trong xà phòng Muối của acid béo (có trong xà phòng) được cấu tạo gồm một phần ưa nước nối với một phần kị nước. Phần ưa nước (tan được trong nước) là nhóm carbonxylate -COO- . Phần kị nước (không tan trong nước nhưng tan trong dầu, mỡ) là các gốc hydrocarbon mạch dài như C17H35-, C15H31-,... c. Cơ chế giặt rửa của xà phòng Sợi vải có dính vết bẩn ở dạng dầu, mỡ được ngâm trong môi trường nước, do sức căn bề mặt của nước lớn nên nước không thể tách hoặc hoà tan vết dầu, mỡ này. Khi cho xà phòng vào nước tạo thành dung dịch xà phòng có sức căn bề mặt nhỏ, giúp xà phòng ngấm vào các sợi vải. Phần kị nước (chẳng hạn gốc C17H35- trong phân tử sodium stearate) quay về phía vết dầu, mỡ và thâm nhập vào vết dầu, mỡ, còn phần ưa nước (nhóm -COO- ) lại có xu hướng quay ra ngoài và thâm nhập vào nước. Kết quả là vết dầu, mỡ bị phân chia thành các hạt rất nhỏ phân tán vào nước. Nhờ đó, chúng bị rửa trôi khỏi bề mặt của vật cần giặt. d. Phương pháp sản xuất xà phòng Trong công nghiệp, để sản xuất xà phòng, người ta thường đun chất béo (mỡ động vật, dầu thực vật) với dung dịch kiềm đặc ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp muối của acid béo được tách ra bằng cách cho dung dịch muối ăn bảo hoà và hỗn hợp sản phẩm. các muối của acid béo nổi lên, được lấy ra sau đó được trọn với chất phụ gia để làm xà phòng. Phần dung dịch còn lại đem tách và thu hồi glycerol.
2 R1COOCH2 R2COOCH + 3NaOH → C3H5(OH)3 + R1COONa + R2COONa + R3COONa R3COOCH2 Ngày nay, một phần xà phòng được sản xuất từ các alkane mạch dài lấy từ công nghiệp chế biến dầu mỏ 2. Chất giặt rửa Đặc điểm chung của các chất giặt rửa là phân tử luôn có phần ưa nước và phần kị nước giống như các muối của acid béo trong xà phòng. Các chất giặt rửa này có thể là chất có trong tự nhiên hoặc là chất tổng hợp. a. Chất giặt rửa tự nhiên Saponin trong bồ hòn và bồ kết có khả năng giặt rửa, khi tiếp xúc với nước, saponin tạo ra lớp bọt nhẹ tương tự như xà phòng. b. Chất giặt rửa tổng hợp Những chất tổng hợp không phải muối sodium hoặc potassium của acid béo, nhưng cũng có tính chất giặt rửa như xà phòng được gọi chung là chất giặt rửa tổng hợp. Thành phần chính của chất giặt rửa tổng hợp điển hình là muối: CH3[CH2]10CH2OSO3 -Na+ (1) hoặc CH3[CH3]10C6H4SO3 -Na+ (2). Chất giặt rửa tổng hợp được sản xuất từ paraffin dầu mỏ 3. Ưu điểm và nhược điểm của các loại chất giặt rửa Xà phòng Ưu điểm: Có thể bị phân huỷ bởi các vi sinh vật nên ít gây ô nhiễm môi trường. Nhược điểm: Khi dùng với nước cứng (nước chứa nhiều ion Ca2+ , Mg2+ sẽ tạo ra kết tủa. Không nên sử dụng xà phòng với nước cứng. Chất giặt rửa tổng hợp Ưu điểm: Dùng được với nước cứng vì không bị kết tủa bởi các ion Ca2+, Mg2+ . Giá thành thấp. Nhược điểm: Các chất giặt rửa tổng hợp có gốc hydrocarbon phân nhánh hoặc chứa vòng benzene sẽ gây ô nhiêm môi trường do chúng rất khó bị vi sinh vật phân huỷ. Hạn chế sử dụng chất giặt rửa tổng hợp. Chất giặt rửa tự nhiên Ưu điểm: Lành tính với da, không gây kích ứng da kể cả với làn da nhạy cảm của trẻ em, dễ bị phân huỷ bởi vi sinh vật nên không gây ô nhiễm môi trường. Nhược điểm: Khuyên khích việc sử dụng chất giặt rửa tự nhiên. I I
3 Giá thành cao Khó sản xuất ở quy mô công nghiệp. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG  CÂU HỎI BÀI HỌC Câu 1. [CD - SGK] Hãy cho biết tác dụng và thành phần hoá học của xà phòng. Hướng dẫn giải Tác dụng của xà phòng: Loại bỏ các vết bẩn bám trên quần áo, bề mặt các vật dụng,... Thành phần của xà phòng: Hỗn hợp các muối sodium hoặc potassium của acid béo và một số chất phụ gia. + Acid béo thường là acid no như palmitic acid, stearic acid. + Chất phụ gia thường là chất độn, chất tạo màu và tạo hương. Câu 2. [CD – SGK] Hãy cho biết vai trò của phần ưa nước và phần kị nước trong phân tử muối của acid béo trong cơ chế giặt rửa của xà phòng. Hướng dẫn giải Vai trò của phần ưa nước: có xu hướng quay ra ngoài và thâm nhập vào nước. Vai trò của phần kị nước: quay về phía vết dầu, mỡ và thâm nhập vào vết dầu mỡ, phân chia chúng thành những hạt nhỏ. Câu 3. [CD - SGK] Sodium acetate có tác dụng giặt rửa như xà phòng không? Vì sao? Hướng dẫn giải Không, Vì phần kị nước của xà phòng là gốc hydrocarbon mạch dài có tác dụng hòa tan vết bẩn, trong khi đó gốc CH3- mạch ngắn. Câu 4. [CD - SGK] Tìm hiểu và cho biết làm thế nào để thu hồi được glycerol từ hỗn hợp sản phẩm của phản ứng xà phòng hoá. Hướng dẫn giải Cách 1: - Thêm NaCl (Na+) vào hỗn hợp sản phẩm, cân bằng phản ứng sẽ đảo ngược để giảm thiểu Na+ theo nguyên lý Le Chatelier. - Tại thời điểm này, khối lượng riêng của glycerol tăng lên và khối lượng riêng của xà phòng giảm xuống. Xà phòng sau đó nổi lên trên cao và glycerol đọng lại ở phía dưới. - Glycerol được thu hồi từ đáy bể. Phản ứng thu hồi glycerol dựa trên sự phân tách bằng sự khác biệt về mật độ. Cách 2: - Hỗn hợp được truyền qua một cột và được rửa với dung dịch NaCl chảy ngược dòng. - Xà phòng không thể hòa tan trong nước muối và tách ra ngoài.
4 - Xà phòng rửa sạch sau đó được xử lý tiếp với các dung dịch NaCl và ly tâm để cho xà phòng ở nồng độ yêu cầu. - Dung dịch glycerol được cô đặc và tinh chế bằng cách chưng cất hơi nước. Câu 5. [CD - SGK] Vì sao khi điều chế lượng nhỏ xà phòng trong phòng thí nghiệm lại sử dụng bát sứ? Việc dùng bát nhôm hoặc xoong nhôm để làm thí nghiệm này có phù hợp không? Hướng dẫn giải - Khi điều chế lượng nhỏ xà phòng trong phòng thí nghiệm ta sử dụng bát sứ vì phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao. Bát sứ có thể chịu được nhiệt độ cao, ít bị ăn mòn, hư hỏng. - Việc dùng bát nhôm hoặc xoong nhôm để làm thí nghiệm này là không phù hợp. Vì nhôm có thể xảy ra phản ứng với dung dịch NaOH làm bát nhôm hoặc xoong nhôm bị thủng. 2Al + 2NaOH + 2H2O ⟶ 2NaAlO2 + 3H2 Câu 6. [CD - SGK] Hãy chỉ ra phần ưa nước và phần kị nước trong phân tử chất giặt rửa tổng hợp (1) và (2). (1) CH3[CH2]10CH2OSO3 -Na+ (2) Hướng dẫn giải -Phần ưa nước của (1): OSO3 -Na+ - Phần kị nước của (1): CH3[CH2]10CH2 - Phần ưa nước của (2): SO3 -Na+ -Phần kị nước của (2): CH3[CH2]11-C6H5- Câu 7. [CD - SGK] Hãy nêu quan điểm của em về việc sử dụng nguồn nguyên liệu dầu mỏ để sản xuất chất giặt rửa tổng hợp. Hướng dẫn giải Việc sử dụng nguồn nguyên liệu dầu mỏ để sản xuất chất giặt rửa tổng hợp có thể gây ô nhiễm môi trường (vì có gốc hydrocarbon phân nhánh hoặc chứa vòng benzene rất khó bị vi sinh vật phân hủy), cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của môi trường.  CÂU HỎI CUỐI BÀI Câu 1. [CD - SGK] Để tẩy vết dầu, mỡ bám trên quần áo, sử dụng chất nào sau đây là phù hợp nhất? A. Nước cất. B. Dung dịch sodium hydroxide. C. Dung dịch nước Javel. D. Dung dịch xà phòng. Hướng dẫn giải Đáp án: D, vì xà phòng có khả năng loại bỏ vết bẩn dầu mỡ.