Phản ứng xà phòng hóa: Lý thuyết và Bài tập ứng dụng

Phản ứng xà phòng hóa là gì? Những kiến thức cần nắm về phản ứng xà phòng hóa chất béo? Tác dụng của Nacl trong phản ứng xà phòng hóa? Sản phẩm của phản ứng xà phòng hóa chất béo? Hay thí nghiệm phản ứng xà phòng hóa este?… Trong bài viết dưới đây, DINHNGHIA.COM.VN sẽ giúp bạn tổng hợp lý thuyết cũng như bài tập về chuyên đề này, cùng tìm hiểu nhé!

Phản ứng xà phòng hóa là gì?

Được định nghĩa là quá trình thủy phân este trong môi trường kiềm, tạo thành ancol và muối cacboxylat. Dưới đây là phương trình phản ứng cụ thể:

Tìm hiểu phản ứng xà phòng hóa chất béo

Phản ứng xà phòng hóa chất béo là gì?

• Phản ứng xà phòng hóa chất béo được định nghĩ là phản ứng của chất béo với dung dịch kiềm NaOH/KOH, tạo gryxerol và hỗn hợp các muối Na hoặc K. Hỗn hợp các muối này chính là xà phòng.
• Là phản ứng không thuận nghịch.

Các chỉ số chất béo cần lưu ý

• Chỉ số axit

Được định nghĩa là số miligam KOH cần để trung hòa axit béo tự do có trong 1g chất béo.

• Chỉ số xà phòng hóa

Được định nghĩa là số miligam KOH cần để xà phòng hóa glixerit và trung hòa axit béo tự do trong 1g chất béo.

• Chỉ số este

Được định nghĩa là số miligam KOH cần để xà phòng hóa glixerit của 1 g chất béo, là hiệu số giữa chỉ số xà phòng hóa và chỉ số axit.

• Chỉ số 𝐼2

Được định nghĩa là số miligam 𝐼2 có thể cộng với 100g chất béo không no.

Tìm hiểu phản ứng xà phòng hóa este

Phản ứng xà phòng hóa este là gì?

• Phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm (còn gọi là phản ứng xà phòng hóa) là phản ứng một chiều.

Phương trình phản ứng xà phòng hóa este

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

• Với este đơn chức:

𝑅𝐶𝑂𝑂𝑅′+𝑁𝑎𝑂𝐻→𝑅𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎+𝑅′𝑂𝐻

Đặc điểm của phản ứng xà phòng hoá este

Khối lượng chất rắn sau phản ứng = Khối lượng muối + Khối lượng kiềm dư

• Với este đơn chức:

Số mol este phản ứng = số mol NaOH phản ứng = số mol muối = số mol ancol

Một số trường hợp đặc biệt cần lưu ý

Este của ancol không bền khi xà phòng hóa thu được muối và ancol không bền chuyển vị thành andehit hoặc xeton:
𝑅𝐶𝑂𝑂𝐶𝐻=𝐶𝐻2+𝑁𝑎𝑂𝐻→𝑅𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎+𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂

Este đơn chức của phenol tham gia phản ứng xà phòng hóa với tỷ lệ mol là 1:2 tạo hai muối và nước:
𝑅𝐶𝑂𝑂𝐶6𝐻5+2𝑁𝑎𝑂𝐻→𝑅𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎+𝐶6𝐻5𝑂𝑁𝑎+𝐻2𝑂

Este vòng khi xà phòng hóa chỉ tạo một sản phẩm duy nhất nên khối lượng sản phẩm bằng tổng khối lượng este và khối lượng kiềm phản ứng.

Nếu este đơn chức mạch hở phản ứng với NaOH thu được muối có khối lượng lớn hơn khối lượng este thì este đó có dạng 𝑅𝐶𝑂𝑂𝐶𝐻3.

Tác dụng của NaCl trong phản ứng xà phòng hóa

• Sau khi xà phòng hóa, cho thêm NaCl vào, xà phòng sẽ tách ra khỏi glixerin, nước và nổi lên trên.
• Do NaCl có tỉ trọng lớn nên sẽ đẩy khối xà phòng lên trên. Muối natri của các axit béo thì khó tan trong dung dịch NaCl bão hòa nên sẽ kết tinh . Còn glyxerin không kết tinh nên sẽ bị tách ra.

Thí nghiệm phản ứng xà phòng hóa

Tiến hành thí nghiệm điều chế xà phòng theo các bước dưới đây:

• Bước 1: Cho vào bát sứ nhỏ 1ml dầu ăn và 3ml dung dịch NaOh 40%
• Bước 2: Đun hỗn hợp sôi nhẹ và liên tục khuấy đều bằng đũa thủy tinh khoảng 8-10 phút. Thỉnh thoảng thêm vài giọt nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi.
• Bước 3: Rót thêm vào hỗn hợp 4 – 5ml dung dịch NaCl bão hòa nóng, khuấy nhẹ. Sau đó để nguội.

Phát biểu nào sau đây đúng?

1. Ở bước 1 có thể thay dầu ăn bằng mỡ động vật.
2. Ở bước 2, nếu không liên tục khuấy đều phản ứng sẽ xảy ra chậm vì dầu ăn không tan trong dung dịch NaOH.
3. Việc thêm dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm để độ tan của xà phòng giảm đi, đồng thời giúp xà phòng nổi lên trên mặt, dễ dàng tách ra khỏi hỗn hợp
4. Sau bước 3, khi để nguội ta thấy phần dung dịch bên trên có một lớp chất lỏng màu trắng đục.

Cách giải:

1. Đúng.
2. Đúng, phải quấy đều để dầu ăn trộn lẫn vào dung dịch NaOh và không bị cháy.
3. Đúng.
4. Sai, để nguội sẽ thấy lớp chất rắn màu trắng đục (xà phòng)

Một số dạng bài tập về phản ứng xà phòng hóa

Bài 1: Khi xà phòng hóa 2,52g chất béo A cần 90ml dung dịch KOH 0,1M. Bên cạnh đó, xà phòng hóa hoàn toàn 5,04g chất béo A thu được 0,53g glixerol. Tìm chỉ số axit và chỉ số xà phòng hóa.?

Cách giải:

Ta có:

𝑚𝐾𝑂𝐻=0,09.0,1.56.1000=504𝑚𝑔

⇒ Chỉ số xà phòng hóa là 200 mg.

Phản ứng xà phòng hóa:

(𝑅𝐶𝑂𝑂)3𝐶3𝐻5+3𝐾𝑂𝐻→𝐶3𝐻5(𝑂𝐻)3+3𝑅𝐶𝑂𝑂𝐾

𝑛𝐾𝑂𝐻=3𝑛𝑔𝑙𝑖𝑥𝑒𝑟𝑜𝑙=3.0,5392

⇒𝑚𝐾𝑂𝐻=𝑛𝐾𝑂𝐻.56

⇒ số miligam KOH cần để xà phòng hóa 1g chất béo là

𝑚𝐾𝑂𝐻5,04=3.0,53.56.100092.5,04=192𝑚𝑔

⇒ chỉ số este của mẫu chất béo = chỉ số xà phòng hóa – chỉ số axit

⇒ chỉ số axit = chỉ số xà phòng hóa – chỉ số este = 200 – 192 = 8 mg

Bài 2: Thuỷ phân 4,4 gam etyl axetat bằng 100 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là bao nhiêu?

Cách giải:

Ta có:

𝑛𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐶2𝐻5=0,05𝑚𝑜𝑙

𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻=0,02𝑚𝑜𝑙

⇒ este dư

Rắn khan chỉ có 0,02 mol 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎

⇒ m = 0,02 . 82 = 1,64 g.

Như vậy, bài viết trên đây của DINHNGHIA.VN đã giúp bạn tổng hợp kiến thức về phản ứng xà phòng hóa. Hy vọng qua chuyên đề phản ứng xà phòng hóa đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích. Chúc bạn luôn học tốt!