Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Xà phòng và chất giặt rửa (Hóa học Lớp 12)

$n_{ch\acute{\hat{a}}tb\acute{e}o}=17,8÷890=0,02$ mol ⇒ $n_{mu\acute{\hat{o}}i}=0,02\times 3=0,06$ mol.
⇒ m = $m_{C_{17}{H}_{35}COONa}=0,06\times 306=18,36$(g) ⇒ chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
A là muối kali của acid stearic (xà phòng) có tác dụng giặt rửa; B là alkylbenzen sulfonate (chất giặt rửa tổng hợp); D là muối natri alkyl sulfat (chất giặt rửa). C là $(C{H}_3[C{H}_2{]}_{14}COO{)}_3{C}_3{H}_5$ – triglyceride (ester của glycerol với acid palmitic), là chất béo trung tính, không có nhóm ưa nước ion hóa nên không có tác dụng giặt rửa.

Đáp án: 36,4

Hướng dẫn giải

Theo đề cho thì chỉ số SAP trung bình là
$$\overline{SAP}=\frac{250+260}{2}=255\Rightarrow a=\frac{255}{1402,5}\Rightarrow m_{NaOH}=\frac{255}{1402,5}.200=36,36\text{ gam}$$

Hướng dẫn giải (nguồn: trang 69): Theo đề cho thì chỉ số SAP trung bình là
$$\overline{\mathrm{SAP}}=\frac{250+260}{2}=255\Rightarrow \mathrm{a}=\frac{255}{1402,5}\Rightarrow {\mathrm{m}}_{\mathrm{NaOH}}=\frac{255}{1402,5}.200=36,36\text{ gam}$$
Làm tròn đến hàng phần mười: 36,4 (khớp bảng đáp án PHẦN III, Câu 2 = 36,4 ở trang 63).

(AI giải đề cho tôi)
Chất giặt rửa tổng hợp là chất có hoạt chất không phải muối natri của acid béo tự nhiên. $C{H}_3[C{H}_2{]}_{11}OS{O}_{3}Na$ (alkyl sulfate của alcohol béo mạch dài) là chất giặt rửa tổng hợp điển hình, không bị tạo kết tủa canxi/magnesium trong nước cứng. Các phương án khác: $C{H}_{3}COOK$ là muối acetate (không có mạch hydrocarbon dài đủ để làm chất hoạt động bề mặt), $C_{15}{H}_{31}COONa$ là xà phòng (muối natri của acid palmitic), $C_{15}{H}_{31}COOC{H}_3$ là ester (methyl palmitate) không tan trong nước. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (Câu 6: B).

Số chất là thành phần chính của chất giặt rửa tổng hợp là 2 chất: CH${}_3$[CH${}_2$]${}_{11}$OSO${}_3$Na; CH${}_3$[CH${}_2$]${}_{11}$C${}_6$H${}_4$SO${}_3$Na

(AI giải đề cho tôi)
Phân tử xà phòng (C17H35COONa) gồm gốc ưa nước (–COO⁻Na⁺, phần 1 — đầu tròn trong sơ đồ) và gốc kị nước (chuỗi hydrocarbon C17H35–, phần 2 — đuôi trong sơ đồ). Cơ chế giặt rửa: gốc kị nước cắm vào vết bẩn dầu nhờ, gốc ưa nước hướng ra phía nước; khuấy tạo các micelle giúp vết bẩn tách khỏi vải và phân tán trong nước.
- A sai: theo sơ đồ, phần 1 (đầu tròn) là gốc ưa nước, phần 2 (đuôi) là gốc kị nước, nên phát biểu A đảo ngược, sai.
- B sai: nước cứng chứa Ca²⁺, Mg²⁺ phản ứng với xà phòng tạo kết tủa (C17H35COO)2Ca, (C17H35COO)2Mg bám vào vải, làm giảm tác dụng giặt rửa và ảnh hưởng chất lượng vải.
- C đúng: nhờ gốc kị nước (chuỗi hydrocarbon), phân tử xà phòng/chất giặt rửa xâm nhập được vào vết bẩn dầu nhờ.
- D sai: xà phòng (muối natri của acid béo) bị thủy phân trong môi trường acid (tạo acid béo), không phải trong môi trường kiềm; trong kiềm xà phòng tồn tại ổn định.
Đáp án trùng với đáp án nguồn: C.

(AI giải đề cho tôi)
Thí nghiệm thủy phân dầu dừa (triglyceride) trong NaOH: dầu dừa + NaOH → muối sodium của acid béo (xà phòng) + glycerol. a) Sai: lớp chất rắn màu trắng nổi lên sau bước 3 là muối sodium của acid béo (xà phòng), không phải glycerol (glycerol tan trong nước, nằm trong lớp dung dịch). b) Đúng: NaCl bão hòa gây hiệu ứng muối (salting out), làm muối sodium của acid béo kết tủa và tách khỏi hỗn hợp. c) Đúng: nếu không thêm nước cất, hỗn hợp cạn khô, thiếu môi trường nước thì phản ứng thủy phân trong dung dịch NaOH không tiếp tục xảy ra. d) Sai: trong công nghiệp, phản ứng này (xà phòng hóa) chủ yếu được ứng dụng để sản xuất xà phòng; glycerol thu được nhưng phát biểu gắn việc ứng dụng sản xuất cả xà phòng và glycerol qua phản ứng này không được chấp nhận theo đáp án gốc — thực tế công nghiệp sản xuất glycerol chủ yếu bằng thủy phân dầu mỡ với nước/nạp hơi nước, không phải bằng phản ứng xà phòng hóa này. Kết quả khớp đáp án nguồn: a–Sai, b–Đúng, c–Đúng, d–Sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Lớp chất rắn màu trắng nổi lên là muối sodium của acid béo (xà phòng), không phải glycerol.
b) (AI giải đề cho tôi)
NaCl bão hòa gây hiệu ứng muối, giúp tách muối sodium của acid béo ra khỏi hỗn hợp.
c) (AI giải đề cho tôi)
Nếu hỗn hợp cạn khô, thiếu nước thì phản ứng thủy phân không xảy ra tiếp.
d) (AI giải đề cho tôi)
Phản ứng này ứng dụng sản xuất xà phòng; glycerol không phải sản phẩm chính của ứng dụng công nghiệp theo phản ứng xà phòng hóa này.

(AI giải đề cho tôi)
Thí nghiệm là phản ứng xà phòng hóa (thủy phân dầu dừa - triglyceride - trong dung dịch NaOH đun nóng), tạo muối sodium của acid béo (xà phòng) và glycerol: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3.
a) Sai. Lớp chất rắn màu trắng nổi lên sau bước 3 là muối sodium của acid béo (xà phòng), không phải glycerol; glycerol tan trong nước và nằm trong lớp dung dịch dưới đáy.
b) Đúng. Dung dịch NaCl bão hòa làm giảm độ tan của xà phòng trong nước (hiệu ứng muối), giúp muối sodium của acid béo tách ra khỏi hỗn hợp, nổi lên trên.
c) Đúng. Thủy phân triglyceride cần nước; nếu không thêm nước cất, hỗn hợp cạn khô do bay hơi khi đun sôi thì phản ứng thủy phân không thể tiếp tục xảy ra.
d) Đúng. Trong công nghiệp, phản ứng thủy phân chất béo/dầu trong NaOH được ứng dụng để sản xuất xà phòng và glycerol (phản ứng xà phòng hóa). Kết quả: a) Sai, b) Đúng, c) Đúng, d) Đúng, khớp với đáp án nguồn.
a) (AI giải đề cho tôi)
Lớp chất rắn màu trắng nổi lên là muối sodium của acid béo (xà phòng), không phải glycerol; glycerol tan trong nước ở lớp dưới.
b) (AI giải đề cho tôi)
NaCl bão hòa gây hiệu ứng muối, làm giảm độ tan của xà phòng nên tách muối sodium của acid béo ra khỏi hỗn hợp.
c) (AI giải đề cho tôi)
Thủy phân cần nước; nếu hỗn hợp cạn khô do bay hơi mà không thêm nước cất thì phản ứng thủy phân không xảy ra tiếp.
d) (AI giải đề cho tôi)
Phản ứng xà phòng hóa trong công nghiệp dùng để sản xuất xà phòng (muối sodium của acid béo) và glycerol.

(AI giải đề cho tôi)
Potassium linolein có công thức C${}_{17}$H${}_{31}$COOK, tức C${}_{18}$H${}_{31}$O${}_2$K. Phân tử khối: $M=18\times 12+31\times 1+2\times 16+39=216+31+32+39=318$ (g/mol). Kết quả khớp với đáp án nguồn (318).

Hướng dẫn giải (trang 22): C${}_{17}$H${}_{31}$COOK có PTK = 318.

(AI giải đề cho tôi)
Thủy phân tristearin trong NaOH (vừa đủ) là phản ứng xà phòng hóa: (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3C17H35COONa. Sản phẩm là glixerol và muối natri stearat, không phải axit stearic (axit chỉ tạo ra khi thủy phân trong môi trường axit). Vậy thu được 1 mol glixerol và 3 mol natri stearat.

(AI giải đề cho tôi) Chất giặt rửa tổng hợp là các chất hoạt động bề mặt tổng hợp, thường là muối natri của alkyl sulfate hoặc alkylbenzene sulfonate, ví dụ CH${}_3$[CH${}_2$]${}_{11}$OSO${}_3$Na. C${}_{15}$H${}_{31}$COONa là xà phòng (muối natri của acid béo), không phải chất giặt rửa tổng hợp; C${}_{15}$H${}_{31}$COOCH${}_3$ là ester (methyl palmitate); CH${}_3$COOK là muối của acid acetic, không có tính giặt rửa.

(Nguồn: đáp án chính thức gạch chân D ở trang 6; lời giải chi tiết do AI cung cấp)
Đáp án chính thức của đề là D (được gạch chân trong phần đáp án ở trang 6). Phân tử xà phòng (a) có đuôi kị nước là mạch hydrocarbon CH${}_3$[CH${}_2$]${}_{16}$– và đầu ưa nước là –COO${}^{-}$Na${}^{+}$, nên công thức CH${}_3$[CH${}_2$]${}_{16}$COONa đúng (A đúng). Chất giặt rửa tổng hợp (b) có đầu ưa nước là nhóm –SO${}_3^{-}$Na${}^{+}$ (B đúng) và đuôi kị nước là gốc hydrocarbon (gồm mạch alkyl và vòng benzene) (C đúng). Phát biểu D sai vì khả năng xâm nhập vào vết bẩn dầu nhờn (kị nước) của phân tử xà phòng là do phần đuôi kị nước (gốc hydrocarbon), không phải do gốc ưa nước –COO${}^{-}$; gốc ưa nước chỉ giúp phân tử tan trong nước và tạo lớp bao quanh hạt bẩn.

Có 4 nguyên liệu có tính giặt rửa, gồm CH₃[CH₂]₁₆COONa, CH₃[CH₂]₁₄COOK, dịch đun từ quả bồ hòn, CH₃[CH₂]₁₁C₆H₄SO₃Na.

Hướng dẫn giải
Đáp số 222.

(AI giải đề cho tôi)
Tristearin là trieste của glixerol với axit stearic (C17H35COOH). Xà phòng hoá bằng dung dịch NaOH: (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3. Sản phẩm là natri stearat (C17H35COONa) và glixerol. Lưu ý: axit stearic là axit bão hòa nên không phải C17H33COONa; trong môi trường kiềm thu được muối Na chứ không phải axit tự do. Đáp án D, khớp với bảng đáp án (14-D).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng xà phòng hóa: chất béo (triglyceride) + NaOH → glycerol + muối natri của acid béo (xà phòng).
a) SAI. Sau bước 2, hỗn hợp phản ứng thu được là dung dịch đặc quánh chứa xà phòng và glycerin, chưa có hiện tượng lớp chất rắn màu trắng nổi lên. Lớp xà phòng rắn chỉ xuất hiện sau bước 3 khi thêm dung dịch NaCl bão hòa (hiệu ứng muối: NaCl làm giảm độ tan của xà phòng trong nước, tách xà phòng ra thành lớp rắn nổi lên trên mặt).
b) SAI. Phản ứng xà phòng hóa ở bước 2 đã hoàn tất trước khi thêm NaCl. Mục đích chính của việc thêm dung dịch NaCl bão hòa nóng là thực hiện 'hiệu ứng muối' (muối hóa) để làm giảm độ tan của xà phòng trong nước, giúp xà phòng tách ra thành lớp rắn, tách khỏi glycerin và các tạp chất, dễ thu nhận sản phẩm — không phải để tăng tốc độ phản ứng.
c) SAI. Mỡ lợn là chất béo (triglyceride - ester của glycerol với acid béo) nên bị xà phòng hóa bởi NaOH. Dầu nhớt là hỗn hợp hydrocarbon (dẫn xuất của dầu mỏ), không chứa liên kết ester, không phản ứng xà phòng hóa với NaOH, nên hiện tượng sau bước 2 không xảy ra tương tự.
d) SAI. Nếu thay NaCl bằng dung dịch HCl bão hòa, HCl sẽ tác dụng với muối natri của acid béo (xà phòng): RCOONa + HCl → RCOOH + NaCl, chuyển xà phòng thành acid béo không tan, đồng thời phá hủy sản phẩm xà phòng hóa. Do đó không thể thay thế.
a) (AI giải đề cho tôi)
Sau bước 2 hỗn hợp là dung dịch đồng nhất chứa xà phòng và glycerin; lớp chất rắn trắng chỉ nổi lên sau bước 3 khi thêm NaCl bão hòa (hiệu ứng muối).
b) (AI giải đề cho tôi)
NaCl được thêm sau khi phản ứng xà phòng hóa đã xảy ra; mục đích là hiệu ứng muối giúp xà phòng tách ra, không phải tăng tốc độ phản ứng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Dầu nhớt là hydrocarbon, không phải ester, không xà phòng hóa được với NaOH nên hiện tượng không xảy ra tương tự.
d) (AI giải đề cho tôi)
HCl sẽ phản ứng với muối natri của acid béo tạo thành acid béo (RCOONa + HCl → RCOOH + NaCl), phá hủy xà phòng, nên không thể thay thế.

a) đúng
b) sai, mục đích chính của việc thêm dung dịch NaCl ở bước 3 là để muối của acid béo (xà phòng) dễ tách ra khỏi hỗn hợp.
c) sai, dầu nhót có thành phần chính là các hydrocarbon nên không tham gia phản ứng xà phòng hóa.
d) sai, HCl không có tác dụng là cho muối của acid béo tách ra khỏi hỗn hợp mà HCl còn tác dụng với muối tạo ra acid béo không thu được xà phòng.
a) a) đúng
b) b) sai, mục đích chính của việc thêm dung dịch NaCl ở bước 3 là để muối của acid béo (xà phòng) dễ tách ra khỏi hỗn hợp.
c) c) sai, dầu nhót có thành phần chính là các hydrocarbon nên không tham gia phản ứng xà phòng hóa.
d) d) sai, HCl không có tác dụng là cho muối của acid béo tách ra khỏi hỗn hợp mà HCl còn tác dụng với muối tạo ra acid béo không thu được xà phòng.