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

(AI giải đề cho tôi)
Kiểm tra từng phương án cho Câu 18 (trang 63):
- A sai: Trong phản ứng $2H_2{O}_2\to 2H_{2}O+O_2\uparrow$, O ở số oxi hóa $-1$ chuyển thành $-2$ (trong $H_{2}O$, bị khử) và $0$ (trong $O_2$, bị oxi hóa), nên $H_2{O}_2$ vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử (phản ứng tự oxi hóa – khử), không phải chỉ là chất khử.
- B đúng: Theo đề, $N{a}_2{O}_2+2H_{2}O\to 2NaOH+H_2{O}_2$ tạo ra $H_2{O}_2$ – chất oxi hóa mạnh giúp tẩy trắng vết bẩn trên quần áo, đúng với mục đích bổ sung sodium peroxide vào bột giặt.
- C sai: $N{a}_2{O}_2$ dễ phản ứng với hơi ẩm và $H_2{O}_2$ phân hủy nhanh ở nhiệt độ cao, dưới ánh sáng, nên bột giặt chứa $N{a}_2{O}_2$ phải bảo quản nơi khô ráo, mát mẻ, tránh hơi ẩm và ánh sáng mặt trời.
- D sai: Mục đích bổ sung $N{a}_2{O}_2$ là tạo $H_2{O}_2$ để tẩy trắng, không phải cung cấp ion $N{a}^{+}$ làm mềm nước cứng.
Kết luận: phát biểu đúng là B, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Xà phòng (muối Na/K của axit béo) được điều chế bằng phản ứng xà phòng hóa: thủy phân dầu, mỡ động thực vật (triglyceride) trong NaOH đặc, tạo glycerol và muối natri của axit béo. Dầu mỏ cung cấp hydrocarbon dùng làm nguyên liệu tổng hợp chất tẩy rửa tổng hợp (detergent) và trong sản xuất xà phòng tổng hợp, nên đáp án D là nguồn nguyên liệu phù hợp nhất. Các phương án khác sai: glycerol hay củ cải đường không phải nguyên liệu chính để điều chế xà phòng; nước bồ hòn, bồ kết chỉ chứa chất hoạt động bề mặt tự nhiên (saponin), không phải nguyên liệu điều chế xà phòng.

(AI giải đề cho tôi)
Triolein là trieste của glycerol với axit oleic $C_{17}{H}_{33}COOH$ (gốc oleoyl có 1 liên kết đôi). Xà phòng hóa bằng NaOH: $(C_{17}{H}_{33}COO{)}_3{C}_3{H}_5+3NaOH\to 3C_{17}{H}_{33}COONa+C_3{H}_5(OH{)}_3$. Sản phẩm là muối natri oleate và glycerol, không phải axit tự do (A) hay muối của axit no C15 (C, D). Đáp án B, khớp với đáp án nguồn.

Phản ứng hoá học xảy ra khi sodium peroxide tiếp xúc với nước và ánh sáng mặt trời
$$N{a}_2{O}_2+2H_{2}O\to 2NaOH+H_2{O}_2$$
$$2H_2{O}_2\to 2H_{2}O+O_2$$
Đó là lý do không để bột giặt nơi có hơi ẩm và ánh sáng mặt trời.

(AI giải đề cho tôi)
Tristearin $(C_{17}{H}_{35}COO{)}_3{C}_3{H}_5$ có $M=890$ g/mol. $n_{tristearin}=178/890=0,2$ mol. Xà phòng hóa: $(C_{17}{H}_{35}COO{)}_3{C}_3{H}_5+3KOH\to 3C_{17}{H}_{35}COOK+C_3{H}_5(OH{)}_3$, nên $n_{kalistearat}=3\times 0,2=0,6$ mol. $M_{C_{17}{H}_{35}COOK}=322$ g/mol $\Rightarrow m=0,6\times 322=193,2$ gam. Khớp đáp án A.

Hướng dẫn giải (nguồn đề, trang 170–171): Số chất là thành phần chính của chất giặt rửa tổng hợp là 2 chất: CH3[CH2]11OSO3Na; CH3[CH2]11C6H4SO3Na. (Giải thích bổ sung: hai chất này là muối natri của alkyl sulfate và alkylbenzensulfonic acid – thành phần chính của chất giặt rửa tổng hợp; C15H31COONa, C15H31COOK và C17H33COOK là muối của axit béo, thuộc xà phòng, không phải chất giặt rửa tổng hợp.)

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (1) Sai — xà phòng và chất giặt rửa làm sạch vết bẩn nhờ quá trình vật lý (hình thành micelle, nhũ hóa dầu mỡ, giảm sức căng bề mặt), không phải nhờ phản ứng hóa học. (2) Sai — chúng là chất hoạt động bề mặt, khi tan làm GIẢM sức căng bề mặt của nước giúp vật dễ thấm ướt, không phải tạo dung dịch có sức căng bề mặt lớn. (3) Đúng — cả xà phòng (nhóm -COO⁻Na⁺) và chất giặt rửa tổng hợp (nhóm -SO₃⁻Na⁺) đều gồm đầu ưa nước (phần ion) và đuôi kị nước (chuỗi hydrocarbon), như hình minh họa. (4) Sai — đuôi kị nước hướng về phía vết bẩn (dầu mỡ), còn đầu ưa nước hướng về phía nước để vết bẩn bị nhũ hóa và cuốn trôi khi giặt. Vậy chỉ có 1 phát biểu đúng (phát biểu 3), khớp đáp án nguồn là 1.

Đáp án D

Ta có phản ứng:
$(C_{15}{H}_{31}COO{)}_3{C}_3{H}_3+3KOH\to 3C_{15}{H}_{31}COOK+C_3{H}_5(OH{)}_3$.
Ta có $n_{Tripanmitin}=161,2÷806=0,2$ mol $\Rightarrow n_{C15H31COOK}=0,6$ mol.
$\Rightarrow m_{C15H31COOK}=0,6\times 176,4$ gam $\Rightarrow$ Chọn D.
Hoặc tăng giảm khối lượng ta có: $m_{Mu\acute{\hat{o}}i}=161,2+0,2\times (39\times 3-12\times 3-5)=176,4$ gam

Chọn D.
- Ta có: $n_{NaOH(p^{-})}=3n_{C_3{H}_5(OH{)}_3}=1,5$ mol
- $\stackrel{\text{BTKL}}{\to }$ $m_{\text{xaˋ phoˋng}}=m_{\text{muoˆˊi}}+92n_{C_3{H}_5(OH{)}_3}-40n_{NaOH}=459+92\cdot 0,5-40\cdot 1,5=\boxed{445(\text{g})}$
- Ghi chú: bản nguồn in công thức với dấu ngược lại ($m_{\text{muoˆˊi}}+40n_{NaOH}-92n_{C_3{H}_5(OH{)}_3}$, cho 473 g) nhưng vẫn ghi kết quả 445 g; công thức đúng theo bảo toàn khối lượng là $m_X=m_{\text{muoˆˊi}}+m_{\text{glixerol}}-m_{NaOH}$, cho đúng 445 g như đáp án D.

(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)
Công thức trong hình là muối natri của axit béo mạch dài: phần 1 là chuỗi hydrocarbon dài (không phân cực, kị nước), phần 2 là nhóm $-CO{O}^{-}N{a}^{+}$ (phân cực, ưa nước). Đáp án nguồn: a) Sai, b) Sai, c) Sai, d) Đúng — phù hợp với phân tích.
a) Sai: Muối này là sodium stearate $C_{17}{H}_{35}COONa$ (chuỗi 17 carbon), không phải sodium palmitate $C_{15}{H}_{31}COONa$.
b) Sai: $(C_{17}{H}_{33}COO{)}_3{C}_3{H}_5$ là triolein; thủy phân với NaOH tạo sodium oleate $C_{17}{H}_{33}COONa$ (có nối đôi), không phải muối stearate no trong hình. Phản ứng: $(C_{17}{H}_{33}COO{)}_3{C}_3{H}_5+3NaOH\to 3C_{17}{H}_{33}COONa+C_3{H}_5(OH{)}_3$.
c) Sai: Phát biểu đảo ngược tính chất — phần 1 (đuôi dài hydrocarbon) là phần KHÔNG phân cực, kị nước; phần 2 (nhóm $-CO{O}^{-}N{a}^{+}$) là phần PHÂN cực, ưa nước.
d) Đúng: Trong sản xuất xà phòng, ngoài muối natri của axit béo, người ta có thể thêm các chất phụ gia như chất độn, chất tạo màu, chất tạo hương, chất dưỡng da, chất diệt khuẩn,... để tăng hiệu quả và giá trị sử dụng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Muối trong hình là sodium stearate $C_{17}{H}_{35}COONa$ (chuỗi no 17 carbon), không phải sodium palmitate $C_{15}{H}_{31}COONa$.
b) (AI giải đề cho tôi)
$(C_{17}{H}_{33}COO{)}_3{C}_3{H}_5$ (triolein) thủy phân bằng NaOH tạo sodium oleate $C_{17}{H}_{33}COONa$ có nối đôi, không phải muối no trong hình: $(C_{17}{H}_{33}COO{)}_3{C}_3{H}_5+3NaOH\to 3C_{17}{H}_{33}COONa+C_3{H}_5(OH{)}_3$.
c) (AI giải đề cho tôi)
Phát biểu sai vì đảo ngược: phần 1 (chuỗi hydrocarbon dài) là phần không phân cực, kị nước; phần 2 (nhóm $-CO{O}^{-}N{a}^{+}$) là phần phân cực, ưa nước.
d) (AI giải đề cho tôi)
Đúng: khi sản xuất xà phòng có thể thêm các phụ gia như chất độn, chất tạo màu, chất tạo hương, chất dưỡng da, chất diệt khuẩn,...

(AI giải đề cho tôi)
Thí nghiệm xà phòng hóa mỡ lợn (triglixerit) bằng NaOH: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3.
(a) Đúng. Dầu dừa cũng là triglixerit (chứa nhiều este của axit béo và glixerol), thủy phân với NaOH vẫn tạo muối axit béo (xà phòng) và glixerol, nên hiện tượng muối hóa - tách lớp sau bước 3 vẫn xảy ra tương tự.
(b) Đúng. Trong quá trình đun, nước bay hơi; nếu không thêm nước, hỗn hợp khô cạn, NaOH đặc kết tinh, khối mỡ không còn tiếp xúc đủ với dung dịch NaOH nên phản ứng thủy phân (xà phòng hóa) bị dừng. Thêm nước cất giữ thể tích chính là để duy trì môi trường phản ứng, đảm bảo thủy phân xảy ra hoàn toàn.
(c) Đúng. Xà phòng hóa chỉ cần đun nóng nhẹ trong thời gian dài; đun cách thủy (ngâm cốc trong nồi nước nóng) vẫn duy trì nhiệt độ cần thiết, an toàn hơn và không làm phân hủy chất, nên có thể thay thế.
(d) Đúng. Thêm NaCl bão hòa (muối hóa) làm giảm độ tan của muối axit béo (xà phòng) trong nước do hiệu ứng muối, khiến xà phòng kết tủa nổi lên trên, tách khỏi dung dịch glixerol - NaOH dư.
(e) Sai. CaCl₂ bão hòa sẽ phản ứng với muối natri của axit béo tạo xà phòng canxi (RCOO)2Ca kết tủa không tan, không dùng được để tách xà phòng như NaCl; thí nghiệm sẽ không cho kết quả tương tự.
(f) Sai. Lớp chất rắn màu trắng nổi lên sau bước 3 là muối natri của axit béo (xà phòng), còn glixerol tan trong lớp nước phía dưới, không phải chất rắn nổi lên.
Vậy có 4 phát biểu đúng (a, b, c, d) → đáp án C, khớp với đáp án nguồn (câu 40 → C).

(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)
Xà phòng là muối của axit béo (muối carboxylat của axit cacboxylic mạch dài) với Na hoặc K. Xét từng chất: C15H31COONa (muối natri của axit palmitic) - là xà phòng; C15H31COOK (muối kali của axit palmitic) - là xà phòng; CH3[CH2]11OSO3Na - muối alkyl sulfat, là chất hoạt động bề mặt tổng hợp (thành phần của bột giặt), không phải xà phòng; CH3[CH2]11C6H4SO3Na - muối alkylbenzen sulfonat, chất giặt rửa tổng hợp, không phải xà phòng; C17H33COOK (muối kali của axit oleic) - là xà phòng; C17H35COONa (muối natri của axit stearic) - là xà phòng. Vậy có 4 chất là thành phần chính của xà phòng, khớp với đáp án nguồn (4).

→ B

Đáp án C

A. Sai, lớp chất rắn màu trắng nổi lên là xà phòng.

B. Sai, thêm dung dịch NaCl bão hòa để xà phòng dễ tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng (do xà phòng không tan trong dung dịch muối), mặt khác, dung dịch NaCl làm tăng tỉ trọng của hỗn hợp, giúp xà phòng nổi lên.

C. Đúng, phản ứng thủy phân luôn cần có mặt H${}_2$O. Nếu để cạn, phản ứng không xảy ra.

D. Sai, dầu bôi trơn bản chất hidrocacbon, không thể xà phòng hóa.

Khối lượng xà phòng cần sản xuất: 120000 . 100 = 12000000 g = 12 tấn. Trong xà phòng có 70\% muối sodium của acid béo: m(muối trong sản phẩm) = 12 . 70\% = 8,4 tấn. Do lượng muối bị thất thoát 5\%, nên lượng muối sodium stearate cần tạo ra ban đầu là: m(muối tạo ra) = 8,4 / 0,95 = 8,842105 tấn. Từ tristearin: M(tristearin) = 890 g/mol. 1 mol tristearin tạo 3 mol sodium stearate. M(sodium stearate) = 306 g/mol. 890 g tristearin tạo 3 . 306 = 918 g sodium stearate. Từ stearic acid: M(stearic acid) = 284 g/mol. 284 g stearic acid tạo 306 g sodium stearate. Giả sử dùng m tấn nguyên liệu. Khối lượng tristearin: 0,8868m tấn. Khối lượng stearic acid: 0,015m tấn. Khối lượng sodium stearate tạo ra: 0,8868m . 918 / 890 + 0,015m . 306 / 284 = 8,842105. Hệ số tạo muối: 0,8868 . 918 / 890 + 0,015 . 306 / 284 = 0,930861. Suy ra: m = 8,842105 / 0,930861 = 9,4988 tấn. Làm tròn đến hàng phần mười: Đáp án: 9,5 tấn.

Chất giặt rửa tổng hợp được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dầu mỏ.

(AI giải đề cho tôi)
Xà phòng là muối sodium hoặc potassium của các acid béo (thu được từ phản ứng xà phòng hóa chất béo với NaOH/KOH). Ví dụ: $C_{17}{H}_{35}COONa$. Acetic acid chỉ là một acid carboxylic đơn giản, không phải acid béo. Vậy đáp án là B.

(AI giải đề cho tôi)
Tính theo 1 kg mỡ lợn (1000 g): tristearin 445 g (M=890) → 0,5 mol; triolein 442 g (M=884) → 0,5 mol; tripalmitin 80,6 g (M=806) → 0,1 mol. Tổng triglyceride = 1,1 mol, sinh 3,3 mol muối. Với hiệu suất 80%: muối = 0,8·[3(0,5·306 + 0,5·304 + 0,1·278)] = 0,8·998,4 = 798,72 g natri stearate/oleate/palmitate. NaOH cần: 0,8·3,3 = 2,64 mol = 105,6 g → dung dịch NaOH 40%: 264 g (0,264 kg). Khối lượng xà phòng thành phẩm: muối chiếm 75% → tổng = 798,72/0,75 = 1064,96 g; phụ gia + chất độn = 266,24 g. Chi phí trên 1 kg mỡ: mỡ 30.000 đ; NaOH 0,264·19.000 = 5.016 đ; phụ gia 266,24·100 = 26.624 đ; nhân công 10,6496·2.500 = 26.624 đ. Tổng = 88.264 đ cho 1064,96 g thành phẩm. Giá 1 bánh 90 g: 88.264·90/1064.96 ≈ 7.459,1 đ ≈ 7,459 nghìn VND → a = 7,5.