Luyện tập Xà phòng và chất giặt rửa CTST

Chất giặt rửa tổng hợp được sản xuất từ các sản phẩm của dầu mỏ theo sơ đồ:

Nhôm là kim loại dễ tan trong môi trường kiềm, trong khi xà phòng luôn có một lượng dư kiềm sau quá trình sản xuất nên không sử dụng xô, chậu làm bằng nhôm để đựng quần áo ngâm xà phòng

Hợp chất được sử dụng làm xà phòng là các muối sodium hoặc potassium của acid béo.

→ Trong các chất trên hợp chất được sử dụng làm xà phòng là CH₃(CH₂)₁₂COONa.

Theo đề bài: thủy phân 10 g lipid cần: n_NaOH = n_KOH = = 0,03 mol

⇒ Thủy phân 1 tấn lipid cần n_NaOH = 3000 mol

⇒ n_C3H5(OH)3 = .n_NaOH = 1000 mol

Bảo toàn khối lượng:

⇒ m_{xà phòng} = 10⁶ + 3000.40 – 1000.92 = 1028000 g = 1,028 tấn

⇒ m_{xà phòng 72%} =  = 1,428 tấn

Chất béo có chỉ số acid = 7 ⇒ 1 gam chất béo cần 7 mg (0,007 gam) KOH để trung hoà acid.

Trong 1 gam chất béo có = 0,89 gam tristearin (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅. 

⇒ n_{KOH phản ứng với ester} = 3.0,001 = 0,003 mol.

⇒ m_{KOH phản ứng với ester} = 0,003.56.1000 = 168 mg.

Vậy chỉ số xà phòng hoá = chỉ số acid + chỉ số ester hóa = 7 + 168 = 175.

Các phát biểu sai là: 

(d) Các chất giặt rửa tổng hợp có chứa gốc hydrocarbon phân nhánh hoặc chứa vòng benzene sẽ gây ô nhiễm môi trường do chúng rất khó bị vi sinh vật phân hủy.

(e) Sai vì chất ưu nước là những chất tan tốt trong nước như methanol, muối sodium acetate,...

(a) sai, sau bước 3, thấy có lớp chất rắn màu trắng nổi lên là muối sodium của acid béo.

(b) sai, thêm dung dịch NaCl bão hòa nóng để làm giảm độ tan muối sodium của acid béo và làm tăng khối lượng riêng của lớp chất lỏng phía dưới khiến cho muối này dễ dàng nổi lên trên.

(c) đúng, vì phải có nước thì phản ứng thủy phân mới xảy ra.

(d) sai, dầu dừa có thành phần chính là chất béo còn dầu nhờn bôi trơn máy có thành phần chính là hydrocarbon.

Vậy chỉ có 1 phát biểu đúng.

Xà phòng được sản xuất bằng cách đun nóng chất béo với dung dịch kiềm hoặc từ nguồn hydrocarbon trong dầu mỏ. Còn chất tẩy rửa tổng hợp được tổng hợp từ các sản phẩm của dầu mỏ.

(1) sai, chất giặt rửa tự nhiên dễ bị phân hủy sinh học không gây ô nhiễm môi trường.

(2) đúng.

(3) đúng.

(4) đúng.

Ta có: n_NaOH = = 0,03 (kmol)

         (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

kmol:                                        0,03                 →                       0,01

⇒ m_C3H5(OH)3 = 0,01.92 = 0,92 (kg)

Vì hiệu suất của phản ứng là 80% nên:

⇒ m_{C3H5(OH)3 thực tế} = 0,92.80% = 0,736 (kg)

Trong công nghiệp, xà phòng được sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu chính là chất béo và sodium hydroxide (NaOH) hoặc potassium hydroxide (KOH). 

Phản ứng thủy phân tristearin trong môi trường kiềm để điều chế xà phòng:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

Vai trò của dung dịch NaCl bão hòa có trong quy trình điều chế xà phòng có gia nhiệt là để xà phòng tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng.

Đầu ưa nước: –OSO₃^–Na⁺.

Đuôi dài kị nước: CH₃[CH₂]₁₀CH₂–.

Đề làm sạch vết dầu ăn trên quần áo nên giặt bằng xà phòng.

Xà phòng là hỗn hợp các muối sodium hoặc potassium của các acid béo và một số chất phụ gia.

Chất giặt rửa tổng hợp có ưu điểm hơn so với xà phòng vì có thể dùng để giặt rửa cả trong nước cứng.

Công thức của tristearin là:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ có M = 890

Công thức của triolein là:

(C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ có M = 884

Công thức của tripalmitin là:

(C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅ có M = 806

⇒ n_NaOH = 3.(n_tristearin + n_triolein + n_tripalmitin) = 0,3488.10³ (mol)

⇒ n_glycerol = n_tristearin + n_triolein + n_tripalmitin ≈ 0,1163.10³ (mol)

Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có:

m_mỡ + m_NaOH = m_muối + m_glycerol

m_muối = 100 + 0,3488.40 – 0,1163.92 = 103,25 kg

Một số ester được dùng trong hương liệu, mĩ phẩm, bột giặt là nhờ các ester có mùi thơm, an toàn với người.