Lý thuyết xà phòng và phản ứng xà phòng chi tiết

Xà phòng là vật dụng hết sức quen thuộc trong đời sống hằng ngày nhưng có bao giờ các em tự hỏi xà phòng được làm như thế nào chưa? Bài viết hôm nay, vuihoc sẽ cung cấp cho các em lý thuyết về xà phòng và phản ứng xà phòng chi tiết nhất. Cùng tham khảo nhé!

1. Xà phòng và phản ứng xà phòng là gì? 

1.1 Khái niệm xà phòng 

Xà phòng là một hỗn hợp được tạo ra bởi muối kali hoặc natri của axit béo cùng với một số chất phụ gia khác như chất tạo hương, chất độn ( có tác dụng tăng độ cứng), chất diệt khuẩn… 

(RCOO)3C3H5 + 3NaOH 3R-COONa + C3H5(OH)3

1.2 Phản ứng xà phòng hóa là gì?

Phản ứng xà phòng hóa chính là quá trình este bị thủy phân ở trong môi trường kiềm sau đó tạo thành ancol và muối cacboxylat. 

Phản ứng xà phòng hóa xảy ra như sau: Khi chúng ta cho một lượng chất béo rắn vào trong ly thủy tinh có sẵn dung dịch NAOH (natri hidroxit). Sau đó đun sôi hỗn hợp trên trong vòng 30 phút. Trong quá trình đun luôn khuấy đều hỗn hợp. Sau khi để nguội, ta thu được một hỗn hợp đồng nhất, tiếp tục nhỏ vào trong đó 10-15ml dung dịch NaCl vào, khuấy đều và để yên. Lúc đó ta thấy chất rắn màu trắng nổi trên bề mặt hỗn hợp, đó chính là muối natri của axit béo. 

1.3 Tác dụng của NaCl trong phản ứng xà phòng hóa  

Khi xem phản ứng xà phòng hóa, chúng ta có có thể thấy được hỗn hợp thu được sau khi đun chất béo rắn và NAOH, sau đó, chúng ta tiếp tục cho NaCl vào, lúc này xà phòng mới tách ra khỏi glixerin, nước và nổi lên trên bề mặt. 

Nguyên nhân khiến xà phòng tách ra bởi Nacl có tỉ trọng lớn hơn nên sẽ đẩy xà phòng lên trên, còn muối natri của các axit béo khó tan trong Nacl bão hòa nên sẽ kết tinh, còn glyxerin không kết tinh nên sẽ bị tách ra khỏi đó. 

Như vậy, tác dụng của NaCl trong phản ứng xà phòng hóa chính là tách được xà phòng ra khỏi hỗn hợp đã đun trước đó. 

2. Những phản ứng xà phòng hóa chất béo 

2.1 Khái niệm

Phản ứng xà phòng hóa chất béo là phản ứng của chất béo với dung dịch kiềm NaOH hoặc KOH để tạo ra grixerol và hỗn hợp muối natri hoặc kali. Các hỗn hợp này chính là xà phòng. 

2.2 Những lưu ý về phản ứng xà phòng hóa chất béo

-  Phản ứng xà phòng hóa chất béo là phản ứng không thuận nghịch 

- Các chỉ số chất béo cần chú ý: 

• Chỉ số axit: số miligam KOH cần để trung hòa axit béo tự do trong 1g chất béo

• Chỉ số xà phòng hóa: số miligam KOH cần để xà phòng hóa glixerit và trung hòa axit béo tự do trong 1g chất béo 

• Chỉ số este: số miligam KOH cần để xà phòng hóa glixerit trong 1g chất béo. Chỉ số này là hiệu số giữa chỉ số axit và xà phòng hóa 

• Chỉ số I2: số miligam I2 có thể cộng với 100g chất béo không lo.  

3. Phản ứng xà phòng hóa este 

3.1 Khái niệm 

- Phản ứng xà phòng hóa este là phản ứng một chiều thủy phân este trong môi trường kiềm. 

+ Phương trình phản ứng: 

Ry(COO)xyR'x + xyNaOH yR(COONa)x + xR'(OH)y

+ Phương trình phản ứng với este đơn chức: 

RCOOR' + NaOH RCOONa + R'OH

- Đặc điểm: Khối lượng muối + khối lượng kiềm dư = khối lượng chất rắn sau phản ứng. 

- Este đơn chức: số mol este phản ứng = số mol NaOH p/ư = số mol muối = số mol ancol 

3.2 Những lưu ý về phản ứng xà phòng hóa este 

- Do este của ancol không bền nên khi phản ứng xà phòng hóa thu được ancol và muối sẽ chuyển vị thành xeton hoặc andehit

Phương trình tổng quát: RCOOCH=CH2 + NaOH RCOONa + CH3CHO

- Phản ứng xà phòng hóa của este đơn chức của phenol có tỷ lệ 1:2 và tạo thành 2 muối và nước có công thức hóa học như sau: 

RCOOC6H5 + 2NaOH RCOONa + C6H5ONa + H2O

- Este vòng trong phản ứng xà phòng hóa chỉ tạo được 1 sản phẩm duy nhất. Vì vậy khối lượng sản phẩm tạo thành sẽ bằng tổng khối lượng este và kiềm phản ứng. 

- Este đơn chức mạch hở phản ứng với NaOH thu được muối có khối lượng lớn hơn khối lượng của este thì công thức hóa học của este đó có dạng RCOOCH3

4. Một số dạng bài tập về xà phòng và phản ứng xà phòng hóa 

Bài 1: Sử dụng 100ml dung dịch NaOH 0.2M để thủy phân 4.4g etyl axetat. Phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch và thu được m gam chất rắn khan. Tìm m. 

Lời giải chi tiết: 

Ta có nCH3COOC2H5 = 0,05 mol trong đó nNaOH = 0,02 mol => dư este => CH3COONa = 0,02 mol 

Chất rắn khan thu được có khối lượng là: m = 0,02.82 = 1,64 gam 

Bài 2: Dùng dung dịch NaOH vừa đủ để thủy phân 8.8 gam este A có công thức phân thử C4H8O2. Sau phản ứng thu được 4.6 g ancol B và m gam muối C. Tính giá trị của m. 

Lời giải chi tiết: 

Ta có neste = nNaOH phản ứng = 0.1 mol 

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 

m = meste + mNaOH - mancol = 8,8 + 4 - 4,6 = 8,2 gam. 

Bài 3: Xà phòng hóa 8.8 gam etyl axetat bằng 200 ml dung dịch NaOH 0.2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch được chất rắn khan có khối lượng là bao nhiêu?

Lời giải chi tiết: 

Như vậy, chất rắn khan thu được là CH3COONa và có khối lượng là 3.28 gam. 

Bài 4: Dùng 0.06 mol NaOH để xà phòng hóa hoàn toàn 17.24 g chất béo. Hỏi dung dịch sau khi cô cạn thu được bao nhiêu gam xà phòng? 

Lời giải chi tiết: 

mchất béo = 17,24 (g)

Cần 0.06 mol NaOH

Chất béo + 3NaOH muối + C3H5(OH)3

                      0.06          ?             0.02

Ta có: mchất béo + mNaOH = mmuối + mglixerol

mxà phòng = 17,24 + 0,06.40 - 0,02.92 = 17,8 gam. 

Bài 5: Cho m gam phenyl axetat tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng thu được m1 gam muối. Giá trị của m và m1 lần lượt là bao nhiêu? 

Lời giải chi tiết: 

Như vậy, giá trị của m là 20,4 gam và m1 là 29,7 gam. 

Bài 6: Dùng dung dịch NaOH xà phòng hóa hoàn toàn 89 gam chất béo và thu được 9.2 gam glixerol và bao nhiêu gam xà phòng? 

Lời giả chi tiết: 

Chất béo + 3NaOH muối + C3H5(OH)3

nNaOH = 3nglixerol = 0.3 mol 

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m = 89 + 0,3.40 - 9,2 = 91,8 gam  

Vui học đã tổng hợp toàn bộ kiến thức về xà phòng và phản ứng xà phòng hóa ở chương 1 este và lipit trong chương trình hóa học 12. Nếu các bạn muốn tìm hiểu nhiều bài học về môn hóa hay bất cứ môn học nào khác thì hãy truy cập vào trang web vuihoc.vn nhé! 

Nguồn tham khảo : 

https://vuihoc.vn/tin/thpt-ly-thuyet-xa-phong-va-phan-ung-xa-phong-chi-tiet-1887.html