Giải SGK Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa

Mở đầu (trang 14) Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 2: Tại sao xà phòng và chất giặt rửa có thể loại bỏ các vết bẩn trên quần áo, dầu mỡ ở chén bát.

Trả lời:

- 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 hoà tan được trong nước.

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

- 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. Kết quả là các vết bẩn trên quần áo, dầu mỡ ở chén bát bị loại bỏ.

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

Câu hỏi 1 (trang 15) Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 2: Em hãy nêu sự giống và khác nhau về cấu tạo giữa xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp

Trả lời:

* Điểm giống nhau:

Cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp thường gồm hai phần:

+ Phần phân cực (“đầu” ưa nước), phần này có thể hoà tan được trong nước.

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

* Điểm khác nhau:

+ Phần phân cực của xà phòng là nhóm carboxylate.

+ Phần phân cực của chất giặt rửa tổng hợp là nhóm sulfate, sulfonate.

Câu hỏi 2 (trang 15) Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 2: Trong các chất sau, chất nào là xà phòng, chất nào là chất giặt rửa tổng hợp? Xác định đầu ưa nước và đuôi kị nước của các chất này.

a) CH₃[CH₂]₁₄COONa;                       

b) CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na.

Trả lời:

a) CH₃[CH₂]₁₄COONa: là xà phòng.

- Đầu ưa nước: COONa.

- Đuôi kị nước: CH₃[CH₂]₁₄.

b) CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na: là chất giặt rửa tổng hợp.

- Đầu ưa nước:  OSO₃Na.

- Đuôi kị nước: CH₃[CH₂]₁₀CH₂.

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

Hoạt động thí nghiệm (trang 16) Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 2: Phản ứng xà phòng hoá chất béo

Chuẩn bị:

Hoá chất: chất béo (dầu thực vật hoặc mỡ động vật), dung dịch NaOH 40%, dung dịch NaCl bão hoà.

Dụng cụ: bát sứ, cốc thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, kiềng sắt, đèn cồn.

Tiến hành:

- Cho khoảng 2 g chất béo và khoảng 4 mL dung dịch NaOH 40% vào bát sứ. Đun hỗn hợp trong khoảng 10 phút và liên tục khuấy bằng đũa thuỷ tinh. Nếu thể tích nước giảm cần bổ sung thêm nước.

- Kết thúc phản ứng, đỗ hỗn hợp vào cốc thuỷ tinh chứa khoảng 30 mL dung dịch NaCl bão hoà, khuấy nhẹ. Để nguội hỗn hợp, tách lấy khối xà phòng nổi lên ở trên. 

Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Tại sao phải khuấy liên tục hỗn hợp phản ứng?

2. Giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm.

Lời giải:

1. Khuấy liên tục hỗn hợp phản ứng để phản ứng xà phòng hoá xảy ra hoàn toàn.

2. Giải thích các hiện tượng:

- Cho khoảng 2 g chất béo và khoảng 4 mL dung dịch NaOH 40% vào bát sứ thấy hỗn hợp tách thành hai lớp, chất béo ở lớp trên do chất béo nhẹ hơn nước, không tan trong nước và các dung môi phân cực.

- Đun hỗn hợp trong khoảng 10 phút và liên tục khuấy bằng đũa thuỷ tinh thấy hỗn hợp đặc sệt dần do quá trình xà phòng hoá xảy ra, hỗn hợp trở nên đặc sệt do nước bốc hơi. 

- Thêm dung dịch NaCl bão hoà để xà phòng tách hết ra khỏi hỗn hợp phản ứng do khối lượng riêng của xà phòng nhỏ hơn khối lượng riêng của dung dịch NaCl bão hoà và xà phòng không tan trong dung dịch NaCl bão hoà nên nổi lên trên.

Câu hỏi 3 (trang 16) Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 2: Viết phương trình phản ứng xà phòng hoá chất béo tripalmitin (tạo thành từ glycerol và palmitic acid).

- Phương trình hoá học:

(C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅ + 3NaOH $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 3C₁₅H₃₁COONa + C₃H₅(OH)₃