Biodiesel (diesel sinh học d = 0,88 g/ml) là một loại nhiên liệu lỏng, thân thiện hơn với môi trường so với diesel truyền thống. Biodiesel được sản xuất thông qua phản ứng giữa chất béo với các alcohol mạch ngắn (thường là methanol), với xúc tác là kiềm, thu được biodiesel (ester của acid béo) và glycerol (d = 1,26 g/ml). Một nhà máy tái chế dầu ăn đã qua sử dụng để sản xuất biodiesel theo phương trình phản ứng tổng quát sau: (RCOO)CH + 3CHOH → 3RCOOCH + CH(OH) (1)
Biodiesel (diesel sinh học d = 0,88 g/ml) là một loại nhiên liệu lỏng, thân thiện hơn với môi trường so với diesel truyền thống. Biodiesel được sản xuất thông qua phản ứng giữa chất béo với các alcohol mạch ngắn (thường là methanol), với xúc tác là kiềm, thu được biodiesel (ester của acid béo) và glycerol (d = 1,26 g/ml). Một nhà máy tái chế dầu ăn đã qua sử dụng để sản xuất biodiesel theo phương trình phản ứng tổng quát sau: (RCOO)CH + 3CHOH → 3RCOOCH + CH(OH) (1)
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Từ 500 kg một loại dầu ăn đã qua sử dụng có chứa 86% chất béo (phân tử khối trung bình của chất béo là 860 amu), còn lại là tạp chất không có khả năng chuyển hóa thành biodiesel, có thể tạo tối đa 432 kg biodiesel dạng methyl ester với hiệu suất chuyển hóa là 90%.
b)
Sau khi phản ứng (1) kết thúc, hỗn hợp sản phẩm thu được sẽ phân thành hai lớp chất lỏng không đồng nhất, trong đó lớp biodiesel nổi lên trên bề mặt.
c)
Phương pháp trên giúp tận dụng dầu ăn đã qua sử dụng, giảm ô nhiễm môi trường do dầu ăn thải gây ra.
d)
Biodiesel có thành phần nguyên tố giống dầu diesel truyền thống.
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:Đ,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Sai: khối lượng biodiesel lí thuyết 432 kg, nhưng với hiệu suất 90% chỉ thu được 388,8 kg. b) Đúng: biodiesel (d = 0,88 g/mL) nhẹ hơn glycerol (d = 1,26 g/mL) nên nổi lên trên. c) Đúng: tận dụng dầu ăn thải giúp giảm ô nhiễm môi trường. d) Sai: biodiesel chứa C, H, O còn dầu diesel truyền thống chủ yếu gồm C và H (hydrocarbon).
a) Khối lượng chất béo trong 500 kg dầu ăn đã qua sử dụng là: kg. Phân tử khối trung bình của chất béo là 860. Theo bảo toàn khối lượng trong phản ứng: 1 mol chất béo + 3 mol → 3 mol biodiesel + 1 mol glycerol. M chất béo = 860; M của = 3 × 32 = 96; M glycerol = 92. Vậy khối lượng biodiesel tạo ra từ 1 mol chất béo là: 860 + 96 - 92 = 864 g. Khối lượng biodiesel lí thuyết: 430 × 864/860 = 432 kg. Nhưng hiệu suất chuyển hóa chỉ đạt 90\%, nên khối lượng thực tế là: 432 × 90\% = 388,8 kg. Không phải 432 kg. Kết luận: Sai.
b) Biodiesel và glycerol là hai chất lỏng không đồng nhất, sau phản ứng thường tách thành hai lớp. Khối lượng riêng: Biodiesel: d = 0,88 g/mL; Glycerol: d = 1,26 g/mL. Biodiesel có khối lượng riêng nhỏ hơn glycerol nên nổi lên trên. Kết luận: Đúng.
c) Tận dụng dầu ăn đã qua sử dụng để sản xuất biodiesel giúp giảm lượng dầu thải ra môi trường, đồng thời tạo nhiên liệu có ích. Kết luận: Đúng.
d) Biodiesel là ester của acid béo nên thành phần nguyên tố chính gồm C, H, O. Dầu diesel truyền thống chủ yếu là hỗn hợp hydrocarbon, thành phần chính gồm C và H. Vì vậy biodiesel không có thành phần nguyên tố giống dầu diesel truyền thống. Kết luận: Sai.
a) Khối lượng chất béo trong 500 kg dầu ăn đã qua sử dụng là: kg. Phân tử khối trung bình của chất béo là 860. Theo bảo toàn khối lượng trong phản ứng: 1 mol chất béo + 3 mol → 3 mol biodiesel + 1 mol glycerol. M chất béo = 860; M của = 3 × 32 = 96; M glycerol = 92. Vậy khối lượng biodiesel tạo ra từ 1 mol chất béo là: 860 + 96 - 92 = 864 g. Khối lượng biodiesel lí thuyết: 430 × 864/860 = 432 kg. Nhưng hiệu suất chuyển hóa chỉ đạt 90\%, nên khối lượng thực tế là: 432 × 90\% = 388,8 kg. Không phải 432 kg. Kết luận: Sai.
b) Biodiesel và glycerol là hai chất lỏng không đồng nhất, sau phản ứng thường tách thành hai lớp. Khối lượng riêng: Biodiesel: d = 0,88 g/mL; Glycerol: d = 1,26 g/mL. Biodiesel có khối lượng riêng nhỏ hơn glycerol nên nổi lên trên. Kết luận: Đúng.
c) Tận dụng dầu ăn đã qua sử dụng để sản xuất biodiesel giúp giảm lượng dầu thải ra môi trường, đồng thời tạo nhiên liệu có ích. Kết luận: Đúng.
d) Biodiesel là ester của acid béo nên thành phần nguyên tố chính gồm C, H, O. Dầu diesel truyền thống chủ yếu là hỗn hợp hydrocarbon, thành phần chính gồm C và H. Vì vậy biodiesel không có thành phần nguyên tố giống dầu diesel truyền thống. Kết luận: Sai.