Một nhóm học sinh nghiên cứu phương pháp sản xuất xà phòng từ dầu thải (dầu ăn đã qua chiên rán) bằng cách đun dầu thải với dung dịch NaOH đặc, nhóm học sinh đưa ra giả thuyết “Khi đun sôi dầu thải với dung dịch NaOH đặc một thời gian, rồi thêm dung dịch NaCl bão hòa nóng vào thì muối sodium của acid béo (xà phòng) được tách ra dưới dạng kết tủa lắng xuống đáy”. Để kiểm chứng giả thuyết này nhóm học sinh đã tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
Bước 1: Cho vào bát sứ khoảng 2 mL dầu thải và 6 mL dung dịch NaOH 40\%.
Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp, liên tục khuấy đều bằng đũa thủy tinh khoảng 30 phút và thỉnh thoảng thêm nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi.
Bước 3: Rót thêm vào hỗn hợp 7 - 10 mL dung dịch NaCl bão hòa nóng khuấy nhẹ rồi để yên hỗn hợp thì thấy phần dung dịch ở dưới và phần chất rắn nổi lên phía trên.
Một nhóm học sinh nghiên cứu phương pháp sản xuất xà phòng từ dầu thải (dầu ăn đã qua chiên rán) bằng cách đun dầu thải với dung dịch NaOH đặc, nhóm học sinh đưa ra giả thuyết “Khi đun sôi dầu thải với dung dịch NaOH đặc một thời gian, rồi thêm dung dịch NaCl bão hòa nóng vào thì muối sodium của acid béo (xà phòng) được tách ra dưới dạng kết tủa lắng xuống đáy”. Để kiểm chứng giả thuyết này nhóm học sinh đã tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
Bước 1: Cho vào bát sứ khoảng 2 mL dầu thải và 6 mL dung dịch NaOH 40\%.
Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp, liên tục khuấy đều bằng đũa thủy tinh khoảng 30 phút và thỉnh thoảng thêm nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi.
Bước 3: Rót thêm vào hỗn hợp 7 - 10 mL dung dịch NaCl bão hòa nóng khuấy nhẹ rồi để yên hỗn hợp thì thấy phần dung dịch ở dưới và phần chất rắn nổi lên phía trên.
Bước 1: Cho vào bát sứ khoảng 2 mL dầu thải và 6 mL dung dịch NaOH 40\%.
Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp, liên tục khuấy đều bằng đũa thủy tinh khoảng 30 phút và thỉnh thoảng thêm nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi.
Bước 3: Rót thêm vào hỗn hợp 7 - 10 mL dung dịch NaCl bão hòa nóng khuấy nhẹ rồi để yên hỗn hợp thì thấy phần dung dịch ở dưới và phần chất rắn nổi lên phía trên.
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Ở Bước 1, có thể thay thế 2 mL dầu thải bằng 2 gam mỡ lợn.
b)
Sau Bước 3, lọc lấy chất rắn, phần dung dịch còn lại cho phản ứng với Cu(OH) thấy tạo thành dung dịch màu xanh lam.
c)
Xà phòng khi hòa tan trong nước tạo ra dung dịch có môi trường acid.
d)
Kết quả của thí nghiệm phù hợp với giả thuyết của nhóm học sinh.
Đáp án chính thức: a:Đ,b:Đ,c:S,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Câu 4 (đúng/sai) về sản xuất xà phòng từ dầu thải:
a) ĐÚNG. Mỡ lợn là triglyceride (este của glycerol với các acid béo no), giống dầu thải đều thuộc nhóm chất béo/dầu, đều phản ứng xà phòng hóa với NaOH đặc khi đun nóng: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3. Do đó có thể thay 2 mL dầu thải bằng 2 gam mỡ lợn để thực hiện phản ứng xà phòng hóa.
b) ĐÚNG. Sau phản ứng xà phòng hóa, phần dung dịch còn lại (sau khi tách xà phòng) chứa glycerol dư và NaOH dư. Khi cho phản ứng với Cu(OH)2, glycerol (polyol có nhiều nhóm -OH liền kề) phản ứng tạo phức glycerat copper có màu xanh lam: C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 → phức glycerat màu xanh lam (dung dịch trong môi trường kiềm của NaOH dư).
c) SAI. Xà phòng (muối sodium của acid béo, RCOONa) là muối của acid yếu (acid béo) với kiềm mạnh (NaOH). Khi hòa tan trong nước, ion RCOO- thủy phân tạo môi trường kiềm (pH > 7): RCOO- + H2O ⇌ RCOOH + OH-. Vì vậy dung dịch xà phòng có môi trường kiềm, không phải acid.
d) SAI. Giả thuyết của nhóm học sinh là xà phòng tách ra dưới dạng kết tủa LẮNG XUỐNG ĐÁY. Tuy nhiên kết quả thí nghiệm thực tế ở Bước 3 cho thấy phần chất rắn (xà phòng) NỔI LÊN PHÍA TRÊN, phần dung dịch ở dưới. Kết quả thực nghiệm này KHÔNG phù hợp với giả thuyết ban đầu (xà phòng có khối lượng riêng nhỏ hơn dung dịch NaCl bão hòa nên nổi lên trên chứ không lắng xuống đáy).
a) (AI giải đề cho tôi)
Mỡ lợn là triglyceride như dầu thải, đều xà phòng hóa được với NaOH đặc khi đun nóng: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3.
b) (AI giải đề cho tôi)
Dung dịch còn lại chứa glycerol và NaOH dư; glycerol phản ứng với Cu(OH)2 tạo phức glycerat copper màu xanh lam.
c) (AI giải đề cho tôi)
RCOONa là muối của acid yếu với kiềm mạnh, thủy phân trong nước tạo môi trường kiềm (RCOO- + H2O ⇌ RCOOH + OH-), không phải acid.
d) (AI giải đề cho tôi)
Giả thuyết nói xà phòng kết tủa lắng xuống đáy, nhưng thí nghiệm cho thấy chất rắn (xà phòng) nổi lên phía trên, nên kết quả không phù hợp với giả thuyết.
Câu 4 (đúng/sai) về sản xuất xà phòng từ dầu thải:
a) ĐÚNG. Mỡ lợn là triglyceride (este của glycerol với các acid béo no), giống dầu thải đều thuộc nhóm chất béo/dầu, đều phản ứng xà phòng hóa với NaOH đặc khi đun nóng: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3. Do đó có thể thay 2 mL dầu thải bằng 2 gam mỡ lợn để thực hiện phản ứng xà phòng hóa.
b) ĐÚNG. Sau phản ứng xà phòng hóa, phần dung dịch còn lại (sau khi tách xà phòng) chứa glycerol dư và NaOH dư. Khi cho phản ứng với Cu(OH)2, glycerol (polyol có nhiều nhóm -OH liền kề) phản ứng tạo phức glycerat copper có màu xanh lam: C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 → phức glycerat màu xanh lam (dung dịch trong môi trường kiềm của NaOH dư).
c) SAI. Xà phòng (muối sodium của acid béo, RCOONa) là muối của acid yếu (acid béo) với kiềm mạnh (NaOH). Khi hòa tan trong nước, ion RCOO- thủy phân tạo môi trường kiềm (pH > 7): RCOO- + H2O ⇌ RCOOH + OH-. Vì vậy dung dịch xà phòng có môi trường kiềm, không phải acid.
d) SAI. Giả thuyết của nhóm học sinh là xà phòng tách ra dưới dạng kết tủa LẮNG XUỐNG ĐÁY. Tuy nhiên kết quả thí nghiệm thực tế ở Bước 3 cho thấy phần chất rắn (xà phòng) NỔI LÊN PHÍA TRÊN, phần dung dịch ở dưới. Kết quả thực nghiệm này KHÔNG phù hợp với giả thuyết ban đầu (xà phòng có khối lượng riêng nhỏ hơn dung dịch NaCl bão hòa nên nổi lên trên chứ không lắng xuống đáy).
a) (AI giải đề cho tôi)
Mỡ lợn là triglyceride như dầu thải, đều xà phòng hóa được với NaOH đặc khi đun nóng: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3.
b) (AI giải đề cho tôi)
Dung dịch còn lại chứa glycerol và NaOH dư; glycerol phản ứng với Cu(OH)2 tạo phức glycerat copper màu xanh lam.
c) (AI giải đề cho tôi)
RCOONa là muối của acid yếu với kiềm mạnh, thủy phân trong nước tạo môi trường kiềm (RCOO- + H2O ⇌ RCOOH + OH-), không phải acid.
d) (AI giải đề cho tôi)
Giả thuyết nói xà phòng kết tủa lắng xuống đáy, nhưng thí nghiệm cho thấy chất rắn (xà phòng) nổi lên phía trên, nên kết quả không phù hợp với giả thuyết.
