Đáp án Hóa học 12 cánh diều Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp

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?

Hướng dẫn chi tiết:

- Một số loại xà phòng: sữa tắm, sữa rửa mặt, xà bông, nước giặt...

- Do xà phòng có cấu  tạo gồm 2 phần. Phần không phân cực là gốc hydrocarbon có mạch dài không tan trong nước và phần phân cực tan được trong nước. Nên khi cho xà phòng vào trong nước thì đuôi kị nước sẽ tương tác với các chất bẩn trên quần áo và khiến chúng bị phân tán trong dung dịch nước. Nhờ vậy mà có thể loại bỏ các vết bẩn trên quần áo.

- 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.

Hướng dẫn chi tiết:

- Tác dụng của xà phòng:

+ Giúp diệt khuẩn và làm sạch cơ thể 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 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.

Hướng dẫn chi tiết:

- 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?

Hướng dẫn chi tiết:

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

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.

Hướng dẫn 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 thu được sau đó đem 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 sau 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 chi tiết:

- Khi điều chế lượng nhỏ xà phòng trong phòng thí nghiệm ta sử dụng bát sứ vì sứ có những tính chất ưu việt như: ít bị ăn mòn, chịu được nhiệt độ cao và không bị vỡ trong những trường hợp nhiệt độ thay đổi đột ngột.

- Việc dùng bát nhôm hoặc xoong nhôm để làm thí nghiệm này phù hợp. Do phản ứng xà phòng hóa có sự xuất hiện của dung dịch kiềm ở nhiệt độ cao nên 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.

Hướng dẫn chi tiết:

Hiện tượng xảy ra là có lớp chất rắn nhẹ nổi lên trên bề mặt. Vì khi cho dung dịch NaCl bão hòa vào làm giảm độ tan của muối natri oleat ngoài ra khối lượng riêng của dung dịch lúc này cũng tăng lên. Làm cho các muối hữu cơ bị tách ra khỏi dung dịch, nhẹ hơn dung dịch từ đó chất rắn nổi lên trên bề mặt.

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).

Hướng dẫn chi tiết:

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.

Hướng dẫn chi tiết:

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.

Hướng dẫn chi tiết:

Chọn 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.

Hướng dẫn 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. a) Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra và giải thích.
2. b) 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.

Hướng dẫn chi tiết:

1. a) Ống nghiệm (1): Không có hiện tượng gì xảy ra vì nước cất chỉ làm loãng dung dịch calcium chloride.

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

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