Giải chi tiết Hóa học 12 cánh diều bài 2 Xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp

MỞ ĐẦU

Em hãy kể một số loại xà phòng đang được bán trên thị trường. Vì sao xà phòng có thể làm sạch các vết bẩn bám trên quần, áo,... Xà phòng được điều chế như thế nào?

Bài làm chi tiết:

Một số loại xà phòng đang được bán trên thị trường như: sữa tắm, sữa rửa mặt, xà bông, nước giặt...

Xà phòng có thể làm sạch các vết bẩn bám trên quần, áo... vì trong cấu tạo của xà phòng có chứa một số loại hóa chất có khả năng tẩy rửa và làm sạch nên 

Xà phòng được điều chế bằng phương pháp xà phòng hóa.

I. XÀ PHÒNG

Câu hỏi 1: Hãy cho biết tác dụng và thành phần hóa học của xà phòng.

Bài làm chi tiết:

Tác dụng của xà phòng:

• Giúp diệt khuẩn và làm sạch cơ thể thay cho một số chất tẩy rửa khác như sữa tắm, nước rửa tay...
• Làm sạch các vật dụng trong nhà như cửa kính, vải vóc và một số đồ đạc khác. 

Thành phần hóa học của xà phòng: gồm có các loại muối sodium hoặc potassium của acid béo (thường là acid no như paltimic acid và stearic acid) và một số chất phụ gia.

Câu hỏi 2: 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. 

Bài làm chi tiết:

Vai trò: đầu kỵ nước của phân tử xà phòng gắn chặt với chất béo, nhờ đó hòa tan và tẩy bỏ vết bẩn chứa chất béo trên da hay quần áo. Đầu ưa nước giúp cho cả phân tử sau khi gắn chặt với chất béo có thể hòa tan vào nước.

Luyện tập 1: Sodium acetate có tác dụng giặt rửa như xà phòng không? Vì sao?

Bài làm chi tiết:

Vì trong xà phòng có chứa các gốc acid béo giúp kỵ nước, trong khi gốc acid của sodium acetate không phải là gốc acid béo.

• Sodium acetate không có tác dụng giặt rửa như xà phòng

Vận dụng 1: Tìm hiểu và cho biết làm thế nào để thu hồi được glycerol từ hỗn hợp sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa.

Bài làm chi tiết:

Để thu hồi được glycerol từ hỗn hợp sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa, ta cần thực hiện đúng các bước sau:

Bước 1: Trộn xà phòng hóa chất với nước để tạo thành dung dịch xà phòng.

Bước 2: Dung dịch xà phòng sau đó được đun sôi để tạo ra xà phòng.

Bước 3: Xà phòng được tách ra từ dung dịch bằng cách làm lạnh nhanh chóng. Khi làm lạnh, glycerol kết tinh và được thu lại, trong khi xà phòng không tan trong nước lạnh và bị tách ra dưới dạng cục.

Câu hỏi 3: 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?

Bài làm chi tiết:

Lý do bát sứ hoặc những dụng cụ bằng sứ thường xuyên được sử dụng trong phòng thí nghiệm để điều chế xà phòng là vì những tính chất sau của sứ: ít bị ăn mòn, chịu được nhiệt độ cao và không bị vỡ trong những trường hợp nhiệt độ thay đổi đột ngột.

Không nên dùng bát nhôm hoặc xoong nhôm trong quá trình điều chế xà phòng vì phản ứng xà phòng hóa có sự xuất hiện của các chất kiềm ở nhiệt độ cao, điều này có thể phá hủy các dụng cụ bằng nhôm.

Thí nghiệm: Xà phòng hóa chất béo

Chuẩn bị: 

• Hóa chất: Dầu thực vật (hoặc mỡ động vật), dung dịch NaOH 40%, dung dịch NaCl bão hòa.
• Dụng cụ: Bát sứ, đũa thủy tinh, đèn cồn.

Tiến hành: Cho vào bát sứ khoảng 2 mL dầu thực vật (hoặc khoảng 2 g mỡ) và 4 – 5 mL dung dịch NaOH 40%. Đun hỗn hợp sôi nhẹ và khuấy đều bằng đũa thủy tinh. Thỉnh thoảng cho vài giọt nước cất để tránh hỗn hợp phản ứng bị cạn. Sau khoảng 10 phút thì dừng đun, cho thêm 10 mL dung dịch NaCl bão hòa vào khuấy đều.

Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và giải thích.

Bài làm chi tiết:

Hiện tượng xảy ra: Kết thúc phản ứng, ta thấy chất rắn hơi nhão màu trắng nổi lên trên mặt nước. Do chất béo không tan trong dung dịch nên việc thêm NaCl bão hòa và khuấy đều giúp cho phản ứng xảy ra nhanh hơn và kết tinh lại muối của chất béo, khiến cho chúng nổi lên trên mặt nước. Việc thêm nước cất nhằm giúp cho thể tích được giữ nguyên, đảm bảo trạng thái của dung dịch kiềm thì phản ứng mới xảy ra, vì khi đun nóng mà không thêm nước, NaOH sẽ chuyển thành trạng thái rắn và phản ứng không xảy ra được. 

II. CHẤT GIẶT RỬA

Luyện tập 2: Hãy chỉ ra phần ưa nước và phần kị nước trong phân tử chất giặt rửa tổng hợp (1) và (2).

Bài làm chi tiết:

Trong phân tử chất giặt rửa tổng hợp (1):

• Phần ưa nước:  –OSO₃^- Na⁺
• Phần kỵ nước: CH₃[CH₂]₁₀CH₂–

Trong phân tử chất giặt rửa tổng hợp (2):

• Phần ưa nước: –SO₃^-Na⁺
• Phần kỵ nước: CH₃[CH₂]₁₁––   –

Vận dụng 2: Hãy nêu quan điểm của em về việc sử dụng nguồn nguyên liệu dầu mỏ để sản xuất chất giặt rửa tổng hợp.

Bài làm chi tiết:

Quan điểm của em về sử dụng nguồn nguyên liệu dầu mỏ để sản xuất chất giặt rửa tổng hợp: Chất giặt rửa tổng hợp có thành phần chính là các gốc hydrocarbon, một trong những thành phần có thể khai thác được với số lượng lớn từ dầu mỏ. Tuy nhiên, trong các quặng dầu mỏ thường chứa nhiều lưu huỳnh, điều này có thể làm ảnh hưởng đến quần áo do lưu huỳnh là một loại hóa chất độc.

III. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI CHẤT GIẶT RỬA

BÀI TẬP

Bài 1: Để tẩy vết dầu, mỡ bám trên quần áo, sử dụng chất nào sau đây là phù hợp nhất?

1. Nước cất.
2. Dung dịch sodium hydroxide.
3. Dung dịch nước Javel.
4. Dung dịch xà phòng.

Bài làm chi tiết:

Chọn đáp án D.

Bài 2: So sánh chất giặt rửa tổng hợp với chất giặt rửa tự nhiên về tính tiện dụng, tính kinh tế và vấn đề bảo vệ môi trường.

Bài làm chi tiết:

Bài 3: Có hai ống nghiệm được đánh số (1) và (2). Ống nghiệm (1) chứa 3 mL nước cất và 3 giọt dung dịch calcium chloride bão hòa, ống nghiệm (2) chứa 3 mL nước xà phòng và 3 giọt dung dịch calcium chloride bão hòa. Lắc đều các ống nghiệm.

1. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra và giải thích.
2. Cũng làm thí nghiệm như trên nhưng thay nước xà phòng bằng nước giặt rửa. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra và giải thích.

Bài làm chi tiết:

1. Ở ống nghiệm (1): Không có hiện tượng nào xảy ra do nước cất chỉ có tác dụng làm loãng dung dịch calcium chloride.

Ở ống nghiệm (2): Xuất hiện kết tủa trắng do xà phòng bị vô hiệu hóa bởi dung dịch calcium chloride.

1. Ở ống nghiệm(1) và (2): Không có hiện tượng xảy ra do nước giặt rửa không tạo kết tủa với ion Ca²⁺.