Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. Khái niệm, đặc điểm cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa
- 1. Xà phòng
- 2. Chất giặt rửa tổng hợp
- 3. Chất giặt rửa tự nhiên
- 4. Đặc điểm cấu tạo chung
- II. Tính chất giặt rửa
- III. Phương pháp sản xuất xà phòng và chất giặt rửa
- 1. Phương pháp sản xuất xà phòng
- 2. Phương pháp sản xuất chất giặt rửa tổng hợp
- IV. Ứng dụng của xà phòng và chất giặt rửa
- 1. Ứng dụng
- 2. So sánh xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp
- V. Sai lầm thường gặp
I. Khái niệm, đặc điểm cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa
1. Xà phòng
Xà phòng là hỗn hợp muối sodium hoặc potassium của các acid béo và các chất phụ gia.
Thành phần chủ yếu của xà phòng thường là muối sodium của palmitic acid hoặc stearic acid.
| Muối | Công thức |
|---|---|
| Sodium palmitate | $\mathrm{CH_3[CH_2]_{14}COONa}$ hay $\mathrm{C_{15}H_{31}COONa}$ |
| Sodium stearate | $\mathrm{CH_3[CH_2]_{16}COONa}$ hay $\mathrm{C_{17}H_{35}COONa}$ |
2. Chất giặt rửa tổng hợp
Chất giặt rửa tổng hợp là các chất được tổng hợp hoá học, có tác dụng giặt rửa như xà phòng nhưng không phải là muối sodium, potassium của các acid béo.
Những chất này thường là muối sodium alkylsulfate hoặc alkylbenzene sulfonate.
| Loại | Dạng công thức |
|---|---|
| Alkylsulfate | $\mathrm{R{-}OSO_3Na}$ |
| Alkylbenzene sulfonate | $\mathrm{R{-}C_6H_4{-}SO_3Na}$ |
3. Chất giặt rửa tự nhiên
Một số sản phẩm từ thiên nhiên cũng có tác dụng giặt rửa như nước quả bồ kết, quả bồ hòn,…
4. Đặc điểm cấu tạo chung
Cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa phổ biến thường gồm hai phần:
| Phần | Tên gọi | Bản chất | Tính tan |
|---|---|---|---|
| Phần phân cực | “đầu” ưa nước | Nhóm carboxylate $\mathrm{-COO^-}$ (xà phòng) hoặc nhóm sulfate $\mathrm{-OSO_3^-}$, sulfonate $\mathrm{-SO_3^-}$ (chất giặt rửa tổng hợp) | Hoà tan được trong nước |
| Phần không phân cực | “đuôi” kị nước | Gốc hydrocarbon có mạch carbon dài (R) | Không tan trong nước |
Ví dụ (Hình 2.2 SGK):
- (a) Xà phòng: $\mathrm{CH_3[CH_2]_{16}COO^-Na^+}$
- (b) Chất giặt rửa tổng hợp: $\mathrm{R{-}C_6H_4{-}SO_3^-Na^+}$
II. Tính chất giặt rửa
Khi xà phòng, chất giặt rửa tan vào nước sẽ tạo dung dịch có sức căng bề mặt nhỏ, làm cho vật cần giặt rửa dễ thấm ướt.
Quá trình loại bỏ vết bẩn diễn ra theo các bước:
| Bước | Diễn biến |
|---|---|
| (b) | Đuôi kị nước trong xà phòng và chất giặt rửa thâm nhập vào vết bẩn |
| (c) | Vết bẩn bị phân chia thành những hạt rất nhỏ, có đầu ưa nước quay ra ngoài |
| (d) | Các hạt này phân tán vào nước và bị rửa trôi |
III. Phương pháp sản xuất xà phòng và chất giặt rửa
1. Phương pháp sản xuất xà phòng
a) Sản xuất từ chất béo (phản ứng xà phòng hoá)
Xà phòng được sản xuất bằng cách đun chất béo với dung dịch $\mathrm{NaOH}$ đặc hoặc $\mathrm{KOH}$ đặc (phản ứng xà phòng hoá).
$$\text{Chất béo} + \mathrm{NaOH/KOH}\ (\text{đặc}) \ \xrightarrow{\ t^o\ } \ \text{Glycerol} + \underset{\text{(thành phần chính của xà phòng)}}{\text{Muối sodium/potassium của acid béo}}$$
Ví dụ:
$$\mathrm{(C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5 + 3NaOH} \ \xrightarrow{\ t^o\ } \ \underset{\text{glycerol}}{\mathrm{C_3H_5(OH)_3}} + \underset{\text{sodium stearate (xà phòng)}}{\mathrm{3C_{17}H_{35}COONa}}$$
Các muối của acid béo tách ra được đem trộn với chất diệt khuẩn, chất tạo hương,… rồi ép thành bánh với nhiều hình dạng khác nhau.
b) Sản xuất từ dầu mỏ
$$\underset{\text{(lấy từ dầu mỏ)}}{\text{Alkane}} \ \longrightarrow \ \text{Acid béo} \ \longrightarrow \ \text{Muối sodium/potassium của acid béo}$$
c) Thí nghiệm: Phản ứng xà phòng hoá chất béo
Hoá chất: chất béo (dầu thực vật hoặc mỡ động vật), dung dịch $\mathrm{NaOH}$ 40%, dung dịch $\mathrm{NaCl}$ bão hoà.
Dụng cụ: bát sứ, cốc thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, kiềng sắt, đèn cồn.
Tiến hành:
- Cho khoảng 2 g chất béo và khoảng 4 mL dung dịch $\mathrm{NaOH}$ 40% vào bát sứ. Đun hỗn hợp trong khoảng 10 phút và liên tục khuấy bằng đũa thuỷ tinh. Nếu thể tích nước giảm cần bổ sung thêm nước.
- Kết thúc phản ứng, đổ hỗn hợp vào cốc thuỷ tinh chứa khoảng 30 mL dung dịch $\mathrm{NaCl}$ bão hoà, khuấy nhẹ. Để nguội hỗn hợp, tách lấy khối xà phòng nổi lên ở trên.
Điểm cần ghi nhớ:
- Phải khuấy liên tục vì chất béo không tan trong dung dịch $\mathrm{NaOH}$ → khuấy giúp hai chất tiếp xúc tốt hơn, phản ứng xảy ra nhanh và hoàn toàn hơn.
- Dung dịch $\mathrm{NaCl}$ bão hoà dùng để tách xà phòng ra khỏi hỗn hợp: xà phòng ít tan, nhẹ hơn nên nổi lên trên và được tách ra.
2. Phương pháp sản xuất chất giặt rửa tổng hợp
Chất giặt rửa tổng hợp được sản xuất từ dầu mỏ theo sơ đồ:
$$\text{Dầu mỏ} \ \xrightarrow{\ (*)\ } \ \mathrm{R{-}SO_3H};\ \mathrm{R{-}OSO_3H} \ \longrightarrow \ \mathrm{R{-}SO_3Na};\ \mathrm{R{-}OSO_3Na}$$
$(*)$ Quá trình có thể diễn ra qua nhiều giai đoạn.
Muối sulfonate hoặc muối sulfate được trộn với một số chất phụ gia khác nhau để tạo thành chất giặt rửa tổng hợp.
Em có biết: Bột giặt tổng hợp có thành phần chính gồm: chất tạo hạt bột giặt, chất giặt rửa tổng hợp, chất tẩy trắng, enzyme. Ngoài ra, chúng còn có thêm chất chống lắng đọng, chất điều chỉnh bọt, chất tạo huỳnh quang, chất tạo hương, chất độn,…
IV. Ứng dụng của xà phòng và chất giặt rửa
1. Ứng dụng
| Loại | Ứng dụng |
|---|---|
| Xà phòng | Tắm, rửa tay,… |
| Chất giặt rửa tổng hợp | Giặt quần áo, rửa chén bát, rửa tay, lau sàn,… |
2. So sánh xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp
| Tiêu chí | Xà phòng | Chất giặt rửa tổng hợp |
|---|---|---|
| Độ tan trong nước | Kém hơn | Dễ hoà tan hơn |
| Dùng với nước cứng | Kém tác dụng | Vẫn sử dụng được |
| Dùng trong môi trường acid | Kém tác dụng | Vẫn sử dụng được |
| Khả năng phân huỷ sinh học | Tốt hơn | Một số chất khó phân huỷ sinh học → kém thân thiện với môi trường |
Hiện nay chất giặt rửa tổng hợp được sử dụng phổ biến hơn là do dễ hoà tan trong nước hơn xà phòng và có thể sử dụng được với nước cứng, môi trường acid.
V. Sai lầm thường gặp
| # | Sai lầm thường gặp | Đúng phải là |
|---|---|---|
| 1 | Cho rằng chất giặt rửa tổng hợp cũng là muối của acid béo | Chất giặt rửa tổng hợp không phải muối sodium, potassium của acid béo; chúng là muối alkylsulfate hoặc alkylbenzene sulfonate |
| 2 | Cho rằng xà phòng chỉ gồm muối sodium | Xà phòng là muối sodium hoặc potassium của acid béo, kèm các chất phụ gia (không phải chất tinh khiết) |
| 3 | Xác định nhầm: cho rằng gốc hydrocarbon dài là “đầu ưa nước” | Gốc hydrocarbon mạch dài là đuôi kị nước; đầu ưa nước là nhóm carboxylate, sulfate hoặc sulfonate |
| 4 | Cho rằng chất giặt rửa hoà tan vết bẩn dầu mỡ vào nước | Vết bẩn bị phân chia thành các hạt rất nhỏ có đầu ưa nước quay ra ngoài, phân tán vào nước rồi bị rửa trôi |
| 5 | Cho rằng xà phòng dùng tốt trong nước cứng và môi trường acid | Xà phòng kém tác dụng trong nước cứng và môi trường acid — đây chính là ưu thế của chất giặt rửa tổng hợp |
| 6 | Cho rằng chất giặt rửa tổng hợp ưu việt hơn xà phòng về mọi mặt | Nhược điểm: một số chất giặt rửa tổng hợp khó phân huỷ sinh học nên kém thân thiện với môi trường |
| 7 | Cho rằng bồ kết, bồ hòn là chất giặt rửa tổng hợp | Đây là chất giặt rửa tự nhiên (sản phẩm từ thiên nhiên) |
| 8 | Viết phản ứng xà phòng hoá thiếu hệ số $\mathrm{3NaOH}$ hoặc quên sản phẩm glycerol | Chất béo là triester → cần 3 phân tử $\mathrm{NaOH}$ và luôn tạo ra glycerol cùng 3 phân tử muối |
| 9 | Cho rằng xà phòng hoá tạo ra acid béo | Trong môi trường base, sản phẩm là muối của acid béo, không phải acid béo tự do |
| 10 | Viết mũi tên thuận nghịch cho phản ứng xà phòng hoá | Đây là phản ứng một chiều ($\rightarrow$) |
| 11 | Cho rằng xà phòng chỉ được sản xuất từ chất béo | Xà phòng còn được sản xuất từ dầu mỏ: alkane → acid béo → muối của acid béo |
| 12 | Cho rằng dung dịch $\mathrm{NaCl}$ bão hoà trong thí nghiệm dùng để trung hoà $\mathrm{NaOH}$ dư | $\mathrm{NaCl}$ bão hoà dùng để tách xà phòng ra khỏi hỗn hợp, xà phòng nổi lên trên và được lấy ra |
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ