4.1. Trong quá trình nghiên cứu tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật dành cho

Câu hỏi số 978405:

Vận dụng

4.1. Trong quá trình nghiên cứu tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật dành cho học sinh trung học, một nhóm học sinh trường THCS A đã đề xuất ý tưởng nghiên cứu sản xuất xà phòng tái chế từ dầu ăn đã sử dụng. Nhóm đưa ra giả thuyết như sau: “Khi đun nóng dầu thải với dung dịch sodium hydroxide đặc trong một thời gian, sau đó thêm dung dịch sodium chloride bão hòa nóng, xà phòng (muôi của acid béo) sẽ được tách ra dưới dạng kết tủa lắng xuống đáy”. Để kiểm chứng giả thuyết trên, nhóm học sinh tiên hành thí nghiệm theo các bước sau:

- Bước 1: Cho khoảng 2 mL dầu thải và 6 mL dung dịch sodium hydroxide 40% vào bát sứ.

- Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp, khuấy đều liên tục bằng đũa thủy tinh trong khoảng 30 phút; đồng thời thỉnh thoảng thêm nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi.

- Bước 3: Thêm từ 7 mL đến 10 mL dung dịch sodium chloride bão hòa nóng vào hỗn hợp, khuấy nhẹ, đê

yên. Quan sát thấy hỗn hợp phân tách thành hai phần: phần chất rắn nổi lên trên và phần dung dịch ở phía dưới. Hãy cho biết các phát biểu sau đúng hay sai? Giải thích.

a) Ở bước 1, có thể thay 2 mL dầu thải bằng 2 gam mỡ lợn.

b) Sau bước 3, nếu lọc lấy phần chất rắn, cho phần dung dịch còn lại tác dụng với dung dịch copper (II) hydroxide, thu được dung dịch màu xanh lam.

c) Xà phòng khi hòa tan trong nước tạo ra môi trường acid.

d) Kết quả thí nghiệm phù hợp với giả thuyết của nhóm học sinh.

4.2. Một nhà máy sản xuất xà phòng sử dụng loại chất béo có chứa tristearin (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅, tripalmitin (C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅ lẫn với acid stearic C₁₇H₃₅COOH và acid palmitic C₁₅H₃₁COOH (gọi là hỗn hợp X). Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X cần vừa đủ 2,03 mol oxygen, thu được 62,48 gam carbon dioxide và 24,84 gam nước. Mặt khác, khi đun nóng m gam hỗn hợp X nói trên với dung dịch chứa 19,20 gam dung dịch sodium hydroxide có nồng độ 25%. Sau khi phản ứng kết thúc, nhằm loại bỏ sodium hydroxide dư còn lại trong sản phẩm (do sodium hydroxide có thể gây kích ứng da), sản phẩm được xử lý bằng 0,01 mol citric acid (acid có nhiều trong các loại quả chanh hoặc quả họ cam quýt, citric acid có ba nhóm chức acid, cấu tạo như hình vẽ bên).

Cần sản xuất 10 000 bánh xà phòng loại 100 gam (chứa 72% khối lượng muối sodium của các acid béo) bằng cách xà phòng hóa a kg chất béo nói trên với dung dịch sodium hydroxide. Biết trong quá trình sản xuất, lượng xà phòng bị hao hụt 4%. Tính a.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:978405

Phương pháp giải

4.1. Thao tác thực hành thí nghiệm, tính chất hoá học của chất béo.

4.2 Tính chất hoá học của chất béo, quy trình sản xuất xà phòng.

$n_{NaOH}{}_{bd} = \dfrac{m_{dd}.25\%}{40}(mol)$

Citric acid có ba nhóm chức -COOH nên phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 3

Giải chi tiết

4.1

a) đúng, vì dầu ăn và mỡ lợn thành phần chính là chất béo, triglyceride của acid béo, khi thuỷ phân trong môi trường kiềm (NaOH) tạo muối sodium của acid béo (xà phòng) và glycerol.

b) đúng, vì phần dung dịch sau lọc là glycerol (polyalcohol), hoà tan được Cu(OH)₂ tạo phức màu xanh lam.

c) sai, vì xà phòng khi tan trong nước tạo môi trường base.

d) sai, vì nhóm học sinh đưa ra giả thuyết xà phòng sẽ tách ra dưới dạng kết tủa lắng xuống đáy bình, trong khi thực tế xà phòng thu được nổi lên trên.

4.2. Sơ đồ tóm tắt:

$n_{NaOH} = \dfrac{19,2.25\%}{40} = 0,12(mol)$

Citric acid có ba nhóm chức -COOH nên phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1 : 3

⟹ n_{NaOH phản ứng với citric acid} = 0,01.3 = 0,03 (mol)

Quy đổi:

$m(g)X\left\{ \begin{array}{l} {C_{17}H_{35}COOH:a} \\ {C_{15}H_{31}COOH:b} \\ {C_{3}H_{2}:c} \end{array} \right.\left| \begin{array}{l} {\overset{+ 2,03molO_{2}}{\rightarrow}\left\{ \begin{array}{l} {CO_{2}:1,42} \\ {H_{2}O:1,38} \end{array} \right.(mol)} \\ {\overset{+ 19,2(g)NaOH25\%}{\rightarrow}\left\{ \begin{array}{l} {RCOONa:a + b} \\ {NaOH_{du}\overset{+ citric\, acid}{\rightarrow}} \end{array} \right.} \end{array} \right.$

Bảo toàn nguyên tố C: 18a + 16b + 3c = 1,42 (1)

Bảo toàn nguyên tố H: 36a + 32b + 2c = 1,38.2 (2)

Bảo toàn khối lượng phản ứng cháy: m_X + m_O2 = m_CO2 + m_H2O

⟹ 284a + 256b + 38c + 2,03.32 = 62,48 + 24,84

⟹ m_X = 284a + 256b + 38c = 22,36 (3)

$\left. \overset{(1),(2),(3)}{\rightarrow}\left\{ \begin{array}{l} {a = 0,04} \\ {b = 0,04} \\ {c = 0,03} \end{array} \right.\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {C_{17}H_{35}COONa:0,04} \\ {C_{15}H_{31}COONa:0,04} \end{array} \right. \right.$

⟹ m_muối = 0,04.306 + 0,04.278 = 23,36 (g)

10000 bánh xà phòng (loại 100 gam, 72% khối lượng muối sodium acid béo)

⟹ m_{muối cần} = 10 000.100.72% = 720 000 (g) = 720 (kg)

Trong quá trình sản xuất lượng xà phòng bị hao hụt 4% ⟹ Hiệu suất sản xuất là 96%

⟹ m_{muối cần thực tế} = 720 : 96% = 750 (kg)

22,36 gam chất béo X ⟶ Tạo 23,36 gam muối

a kg chất béo ⟶ 750 kg muối

⟹ $a = \dfrac{22,36.750}{23,36} \approx 717,894(kg)$

Tham Gia Group Dành Cho Học Sinh Lớp 9 - Ôn Thi Vào Lớp 10

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com . Học online tại nhà cũng giáo viên giỏi từ trường TOP đầu cả nước. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. Phụ huynh và học sinh tham khảo chi tiết khoá học tại: Link