Bài 3: Khái niệm về xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp

Tính chất của Chất giặt rửa

I. Khái niệm và tính chất của chất giặt rửa

1. Khái niệm

– Chất giặt rửa: là những chất khi dùng cùng với nước có tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên vật rắn mà không gây ra phản ứng hóa học với các chất đó.

– Một số khái niệm liên quan:

+ Chất tẩy màu: làm sạch các vết màu bẩn nhờ những phản ứng hóa học. VD: nước javel.

+ Chất ưa nước: là những chất tan tốt trong nước như: metanol, etanol, axit axetic, muối axetat kim loại kiềm…

+ Chất kị nước: là những chất hầu như không tan trong nước, như hidrocacbon, dẫn xuất halogen…

+ Chất kị nước thì ưa dầu mỡ, tức là tan tốt vào dầu mỡ. Chất ưa nước thì thường kị dầu mỡ, tức là không tan trong dầu mỡ.

2. Đặc điểm cấu trúc phân tử muối natri của axit béo

Cấu trúc hóa học chung cho phân tử chất giặt rửa: gồm 1 đầu ưa nước là nhóm COONa+ gắn với 1 đuôi dài ưa dầu mỡ (kị nước) là nhóm -CxHy.

3. Cơ chế hoạt động

Đuôi ưa dầu mỡ trong phân tử muối natri của axit béo thâm nhập vào vết dầu bẩn, còn đầu ưa nước lại có xu hướng kéo ra phía các phân tử nước. Kết quả là vết dầu bị phân chia thành những hạt rất nhỏ được giữ chặt bởi các phân tử muối natri, không bám vào vật rắn nữa mà phân tán vào nước rồi bị rửa trôi đi.

II. Xà phòng

1. Khái niệm

Xà phòng là muối của Na hoặc K với axit béo cao và chất phụ gia.

+ Xà phòng rắn là hỗn hợp muối natri của các axit béo, chủ yếu là natri stearat, natri panmiat.

+ Các xà phòng của Kali đều là xà phòng lỏng.

+ Xà phòng thơm là hỗn hợp xà phòng và tinh dầu thơm hoặc creazol.

2. Sản xuất xà phòng

3. Thành phần xà phòng

– Thành phần chính của xà phòng là các muối natri/kali của axit béo, thường là natri stearat C17H35COONa, natripanmitat C15H31COONa, natrioleat C17H33COONa… Các phụ gia thường gặp là chất màu, chất thơm.

– Xà phòng dùng trong tắm gội, giặt giũ…

– Ưu điểm là không gây hại cho da và môi trường do dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật có trong thiên nhiên.

– Nhược điểm là khi dùng với nước cứng thì các muối canxi stearat, canxi panmitat…sẽ kết tủa làm giảm tác dụng giặt rửa và ảnh hưởng đến chất lượng vải sợi.

III. Chất giặt rửa tổng hợp

1. Sản xuất chất giặt rửa

– Chất giặt rửa tổng hợp được điều chế từ các sản phẩm của dầu mỏ.

– VD: oxi hóa parafin được axit cacboxylic, hidro hóa axit thu được ancol, cho ancol phản ứng với H2SO4 rồi trung hòa thì được chất giặt rửa loại ankyl sunfat:

3. Thành phần xà phòng

– Thành phần chính của xà phòng là các muối natri/kali của axit béo, thường là natri stearat C17H35COONa, natripanmitat C15H31COONa, natrioleat C17H33COONa… Các phụ gia thường gặp là chất màu, chất thơm.

– Xà phòng dùng trong tắm gội, giặt giũ…

– Ưu điểm là không gây hại cho da và môi trường do dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật có trong thiên nhiên.

– Nhược điểm là khi dùng với nước cứng thì các muối canxi stearat, canxi panmitat…sẽ kết tủa làm giảm tác dụng giặt rửa và ảnh hưởng đến chất lượng vải sợi.

III. Chất giặt rửa tổng hợp

1. Sản xuất chất giặt rửa

– Chất giặt rửa tổng hợp được điều chế từ các sản phẩm của dầu mỏ.

– VD: oxi hóa parafin được axit cacboxylic, hidro hóa axit thu được ancol, cho ancol phản ứng với H2SO4 rồi trung hòa thì được chất giặt rửa loại ankyl sunfat:

Phần kị nước: gốc hi đrocacbon: R- hoặc R-C6H4– nhưng dễ tan trong vết bẩn.

Phần ưa nước: các nhóm SO32-, COO do tạo liên kết hiđro với nước.

– Anion SO32-, COO định hướng thẳng vào bề mặt dung dịch, cho nên khi giặt rửa các chất bẩn, chúng phân chia thành những hạt rất nhỏ không còn khả năng bám vào vật giặt và bị cuốn trôi theo nước.

IV. Một số phản ứng hóa học thường gặp

Bài 1 (trang 15 SGK Hóa 12):

Xà phòng là gì?

Lời giải:

Xà phòng là hỗn hợp muối natri hoặc muối kali của axit béo có thêm một số chất phụ gia.

Bài 2 (trang 15 SGK Hóa 12): 

Ghi Đ (đúng ) hoặc S (sai ) vào ô trống bên cạnh các câu sau:

a) Xà phòng là sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa.

b) Muối natri hoặc kali của axit hữu cơ là thành phần chính của xà phòng.

c) Khi đun nóng chất béo với dung dịch NaOH hoặc KOH ta được xà phòng.

d) Từ dầu mỏ có thể sản xuất được chất giặt tổng hợp.

Lời giải:

a. Đ

b. S. Câu đúng phải là “muối natri hoặc kali của axit béo là thành phần chính của xà phòng”.

c. Đ

d. Đ

Bài 3 (trang 15 SGK Hóa 12): 

Một loại mỡ động vật chứ 20% tristearoylglixerol m, 30% tripanmitoylgrixerol và 50 % trioleoylgixerol (về khối lượng)

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra khi thực hiện phản ứng xà phòng hóa loại mỡ trên.

b) Tính khối lượng muối thu được khi xà phòng hóa 1 tấn mỡ trên bằng dung dịch NaOH, giả sử hiệu suất của quá trình đạt 90%.

Lời giải:

a. Phương trình hóa học

b.Dựa vào tỉ lệ phần trăm

⇒ Trong 1 tấn mỡ có:

0,2 tấn (C17H35COO)3C3H5

0,3 tấn (C15H31COO)3C3H5

0,5 tấn (C17H33COO)3C3H5

Theo pt (1), (2), (3) khối lượng muối thu được là :

= 1,03255 (tấn) = 1032,55(kg)

Vì hiệu suất là 90% nên khối lượng muối thu được là

Bài 4 (trang 16 SGK Hóa 12):

Nêu những ưu điểm và hạn chế của việc dùng xà phòng so với dùng hóa chất giặt rửa tổng hợp.

Lời giải:

– Ưu điểm : xà phòng có chứa axit béo vi sinh vật phân hủy do đó không gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó các chất giặt rửa tổng hợp có thể gây ô nhiễm môi trường.

– Nhược điểm : Các muối panmitat hay stearat của các kim loại hóa trị II của xà phòng thường khó tan trong nước, do đó xà phòng không dùng để giặt rửa được trong nước cứng.

Bài 5 (trang 16 SGK Hóa 12):

Cần bao nhiêu kg chất béo chứa 89% khối lượng tristearin (còn 11% tạp chất trơ bị loại bỏ trong quá trình nấu xà phòng) để sản xuất được 1 tấn xà phòng 72 (xà phòng chứa 72 % khối lượng natri stearat).

Lời giải:

Khối lượng của natri stearat là :

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

Theo pt:

Lượng tristearin chiếm 89% khối lượng chất béo, nên lượng chất béo cần dùng là

 

Mục lục Giải bài tập Hóa 12

Xem thêm