Giáo án chuyên đề Hoá học 11 cánh diều CĐ 11.2 Bài 5: Chuyển hoá chất béo thành xà phòng (P1)

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành các nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm đọc thông tin ở trang 36 – 40 sách CĐHT, thực hiện các yêu cầu sau:

+ Trả lời CH thảo luận 1 – 7 trang 36 – 40 sách

CĐHT:

1. Các muối carboxylate thu được trong quá trình xà phòng hóa có tan trong nước không?

2. Tìm hiểu và cho biết những nguyên liệu cần để điều chế xà phòng.

3. Em hãy tìm hiểu và đề xuất một số chất tạo màu trong tự nhiên có thể được dùng để tạo màu cho xà phòng.

4. Hãy cho biết ưu và nhược điểm của quy trình điều chế xà phòng không gia nhiệt.

5. Trong thí nghiệm, vì sao người ta dùng nồi inox để thực hiện phản ứng xà phòng hóa? Nếu dùng cốc thủy tinh hay nồi nhôm có được không? Giải thích.

6. Hãy cho biết vai trò của dung dịch NaCl bão hòa trong Bước 2 của quy trình điều chế xà phòng có gia nhiệt.

7. Hãy tìm hiểu một số tiêu chí để đánh giá chất lượng xà phòng.

- HS tiếp nhận nhiệm vụ và phản hồi cho GV về việc hiểu rõ/ chưa rõ nhiệm vụ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK, thảo luận để trả lời câu hỏi.

- GV quan sát, có thể làm rõ yêu cầu của các câu hỏi cho một số HS (nếu cần).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày kết quả thảo luận, câu trả lời CH thảo luận.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV công bố đáp án của câu hỏi.

- GV nhận xét thái độ và hiệu quả hoạt động của HS.

- GV định hướng các nhiệm vụ học tập cụ thể liên quan đến hoạt động học tiếp theo gồm: Tìm hiểu hoạt động thực hành điều chế xà phòng từ chất béo.

I. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ SẢN XUẤT XÀ PHÒNG

1. Khái niệm xà phòng

- Xà phòng có thành phần chính là muối sodium hoặc potassium của các acid béo, được dùng để tẩy rửa, làm sạch các chất bẩn bám trên bề mặt vải, da tay,…

2. Phản ứng điều chế xà phòng

- Phương trình hóa học:

- Quá trình này được gọi là sự xà phòng hóa, muối sodium carboxylate thu được dùng để sản xuất xà phòng rắn (thay dung dịch NaOH bằng dung dịch KOH, thu được các muối potassium dùng để sản xuất xà phòng mềm).

Trả lời CH thảo luận 1

- Các muối carboxylate thu được trong quá trình xà phòng hóa có tan trong nước.

3. Nguyên liệu để điều chế xà phòng

Trả lời CH thảo luận 2

- Mỡ động vật: mỡ bò, mỡ cừu, mỡ lợn, mỡ cá,…

- Dầu thực vật: dầu dừa, dầu hướng dương, dầu lạc, dầu vừng, dầu lanh, dầu trầu,…

- Sodium hydroxide (NaOH): là nguyên liệu vô cơ chủ yếu trong phản ứng xà phòng hóa.

- Sodium chloride (NaCl): được cho vào giai đoạn cuối của quá trình xà phòng hóa để tách xà phòng ra khỏi hỗn hợp sản phẩm.

- Hương liệu và phẩm màu: để xà phòng có mùi thơm và có màu sắc đẹp, người ta thường bổ sung các hương liệu và chất tạo màu vào giai đoạn cuối của quá trình sản xuất xà phòng.

Trả lời CH thảo luận 3

- Để tạo màu hồng cho xà phòng có thể cho thêm vào xà phòng một ít nước ép củ dền.

4. Một số quy trình điều chế xà phòng

a) Quy trình điều chế xà phòng không gia nhiệt (phương pháp lạnh)

Bước 1: Chuẩn bị các nguyên liệu.

Bước 2: Phối trộn các nguyên liệu.

Bước 3: Vào khuôn, định hình và thiết lập kết cấu sản phẩm.

Bước 4: Bảo quản xà phòng.

Trả lời CH thảo luận 4

- Ưu điểm: Dễ đổ khuôn, tạo hình; sản phẩm cuối cùng mịn, đẹp mắt hơn; điều chế ở nhiệt độ thấp nên an toàn hơn khi sản xuất.

- Nhược điểm: Sản phẩm mất từ 4-6 tuần để có thể sử dụng; ngoài ra, cần phải tiến hành khuấy đến khi phản ứng xà phòng hóa xảy ra hoàn toàn.

b) Quy trình điều chế xà phòng có gia nhiệt (phương pháp nóng)

Bước 1: Chuẩn bị các nguyên liệu.

Bước 2: Phối trộn các nguyên liệu.

Bước 3: Vào khuôn, định hình và thiết lập kết cấu sản phẩm.

Trả lời CH thảo luận 5

- Nên sử dụng nồi inox để thực hiện phản ứng xà phòng hoá vì kiềm không phản ứng, không ăn mòn thép không gỉ; ngoài ra inox bền với nhiệt.

- Không thể dùng cốc thuỷ tinh hay nồi nhôm để thực hiện phản ứng xà phòng hoá vì:

+ Trong quy trình điều chế xà phòng có gia nhiệt, hỗn hợp được đun ở nhiệt độ 65 ^oC – 75 ^oC có thể làm nứt, vỡ dụng cụ thuỷ tinh.

+ Ngoài ra, kiềm đặc ở nhiệt độ cao có thể ăn mòn thuỷ tinh theo phản ứng:

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O

+ Kiềm có thể phá huỷ dụng cụ bằng nhôm, theo phản ứng:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂.

(hay

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

2Al + 2KOH + 6H₂O → 2K[Al(OH)₄] + 3H₂)

Trả lời CH thảo luận 6

- Mục đích của việc thêm dung dịch NaCl bão hoà là để xà phòng tách ra hết khỏi hỗn hợp phản ứng. Vì dung dịch NaCl bão hòa có tỉ khối lớn hơn xà phòng, mặt khác xà phòng không tan trong dung dịch NaCl nên xà phòng sẽ nổi lên.

5. Một số tiêu chí đánh giá chất lượng xà phòng

Trả lời CH thảo luận 7

- Màu của bánh xà phòng: tươi sáng, đồng nhất. Nếu có sử dụng phẩm màu thì cần bền màu, màu không được đậm quá, không được phai trong quá trình sử dụng.

- Mùi của xà phòng: không có mùi hôi, chua của mỡ bị phân hủy. Nếu có sử dụng hương liệu thì phải có mùi thơm dễ chịu, đặc trưng theo từng loại sản phẩm.

- Kết cấu bánh: cần đáp ứng yêu cầu về độ chắc mịn, không có vết rạn nứt.

- Xà phòng không còn dư dầu, mỡ chưa bị xà phòng hóa.

- Xà phòng không được quá dư kiềm, giá trị pH < 10.

- Đảm bảo tính an toàn, có khả năng làm sạch và dịu nhẹ với da.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành các nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm thực hiện các nội dung yêu cầu trong mục II.1 – II.3 trang 41, 42 sách CĐHT.

- HS tiếp nhận nhiệm vụ và phản hồi cho GV về việc hiểu rõ/ chưa rõ nhiệm vụ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS tiếp nhận nhiệm vụ, thảo luận theo nhóm để thực hiện nhiệm vụ.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày kết quả thảo luận.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, lưu ý HS khi thực hiện kế hoạch thí nghiệm đã đề ra, hướng dẫn HS viết báo cáo và công bố tiêu chí đánh giá.

II. HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM: THỰC HÀNH ĐIỀU CHẾ XÀ PHÒNG

1. Đề xuất vấn đề

- Vai trò của xà phòng trong cuộc sống: Xà phòng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày để tẩy rửa, làm sạch các chất bẩn bám trên bề mặt vải, da tay,…

- Nguồn nguyên liệu có sẵn: dầu dừa, dầu cọ, dầu ăn, mỡ động vật,…

2. Xây dựng giả thuyết

- Nên chọn những nguyên liệu có sẵn ở địa phương (dầu dừa, mỡ bò…) để làm xà phòng để tiết kiệm chi phí. Ngoài ra, có thể tận dụng dầu mỡ thừa để làm xà phòng (tuy nhiên loại xà phòng này có độ tinh khiết không cao nên dùng để rửa đồ dùng, vật dụng).

- Quy trình sản xuất xà phòng:

Bước 1: Cho khoảng 55 gam NaOH vào cốc đã chứa sẵn khoảng 100 mL nước, khuấy đều. Để nguội đến khoảng 38^oC.

Bước 2: Cho khoảng 300 gam dầu dừa vào cốc thủy tinh chịu nhiệt, đun nhẹ và khuấy đều để đưa nhiệt độ của dầu dừa lên khoảng 48^oC.

Bước 3: Rót dung dịch NaOH đã chuẩn bị ở Bước 1 vào cốc chứa dầu dừa và khuấy nhanh, liên tục trong khoảng 30 phút. Khi hỗn hợp chuyển thành màu sáng kem, sệt, mịn thì ngừng.

Bước 4: Đổ hỗn hợp ở Bước 3 vào khuôn, vỗ nhẹ thành khuôn để đuổi không khí ra ngoài. Để khuôn nơi khô ráo. Sau khoảng 24 giờ, lấy xà phòng đã đóng rắn ra khỏi khuôn. Bảo quản ở nơi thoáng mát trong khoảng 6 – 7 tuần.

- Tiêu chí đánh giá: màu sắc, mùi. Có thể quan sát, ngửi để đánh giá các tiêu chí đó.

3. Lập kế hoạch thực hiện

- Xây dựng sơ đồ các bước thực hiện quy trình điều chế xà phòng; lựa chọn nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm, cách thức bố trí, phương pháp thí nghiệm,…

- Lập kế hoạch triển khai quy trình thí nghiệm điều chế xà phòng.

Sơ đồ được đính kèm ở dưới HĐ2.