Phản ứng xà phòng hóa là một phản ứng quan trọng của este và lipit. Dạng bài tập tính toán này xuất hiện nhiều trong các đề thi. Nếu hỏi đơn giản sẽ là khối lượng số mol các chất, phức tạp sẽ là hỗn hợp các chất để tính toán qua một chuỗi phản ứng. Mối liên hệ giữa số mol NaOH và mol COO- sẽ giúp bạn tính toán. Đấy cũng có thể coi là một kĩ năng làm toán. Bên cạnh, cũng có những chất đặc biệt cần lưu ý.
Dưới đây, xin giới thiệu tới bạn đọc về bài tập phản ứng xà phòng hoá este và lipit.
I. Phản ứng xà phòng hóa este
Phản ứng thủy phân trong môi trường bazơ (phản ứng xà phòng hóa):
(RCOO)nR’ + nNaOH → nRCOONa + R’(OH)n
R(COOR’)m + mNaOH → R(COONa)m + mR’OH
Rn(COO)n.mR’m + n.m NaOH → nR(COONa)m + mR’(OH)n
- Tuy nhiên cũng có những trường hợp đặc biệt có thể tạo ra muối và anđehit hoặc muối và xeton hoặc 2 muối hoặc 1 phân tử duy nhất:
+ Este bị thủy phân trong môi trường kiềm cho muối và anđehit có dạng:
RCOO-CH=CH-R’ (tạo rượu không bền nên bị chuyển hoá thành andehit)
VD: RCOO-CH=CH2 + NaOH → RCOONa + CH3CHO
+ Este thuỷ phân trong môi trường kiềm cho muối và xeton có dạng:
RCOO-C(R’)=CH-R’’
VD: RCOO-C(CH3)-CH3 + NaOH → RCOONa + CH3-CO-CH3
+ Este của axit và phenol bị thủy phân trong môi trường kiềm dư cho 2 muối:
RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O
+ Este vòng bị thủy phân cho 1 phân tử duy nhất:
II. Phản ứng xà phòng hóa lipit
Khi đun nóng với dung dịch kiềm (NaOH hoặc KOH) thì tạo ra glixerol và hỗn hợp muối của các axit béo. Muối natri hoặc kali của các axit béo chính là xà phòng
- Phản ứng của chất béo với dung dịch kiềm được gọi là phản ứng xà phòng hóa. Phản ứng xà phòng hóa xảy ra nhanh hơn phản ứng thủy phân trong môi trường axit và không thuận nghịch.
- Chỉ số xà phòng hóa: là số mg KOH dùng để xà phòng hóa hoàn toàn 1 gam lipit (tức là để trung hòa axit sinh ra từ sự thủy phân 1 gam lipit).
- Chỉ số axit: số mg KOH dùng để trung hòa axit tự do có trong 1 mg lipi
III. Bài tập
Câu 1. Xà phòng hóa hoàn toàn m gam chất béo X với một lượng vừa đủ NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được 1,84 gam glixerol và 18,36 muối khan. Giá trị của m là
A. 19,12. B. 17,8.
C. 19,04. D. 14,68.
Đáp án
nC3H5(OH)3 = 0,02mol → nNaOH = 3. nC3H5(OH)3 = 0,06mol
Bảo toàn khối lượng:
mX + mNaOH = mC3H5(OH)3 + mmuối
→ mX = 17,8g
Câu 2. Khối lượng glixerol thu được khi đun nóng 132,6 kg chất béo (loại triolein) có chứa 10% tạp chất trơ với dung dịch NaOH dư (coi như phản ứng xảy ra hoàn toàn) là:
Đáp án
mTriolein = 132,6.90% = 119,34 kg
⇒ nC3H5(OH)3 = n(C17H33COO)3C3H5 = 0,135 kmol
⇒ mC3H5(OH)3 = 0,135 . 92= 12,42 kg
Câu 3. Thủy phân 8,8 gam este X có công thức phân tử C4H8O2 bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được 4,6 g ancol Y và m gam muối Z. Giá trị của m là:
A. 4,1 g muối. B. 4,2 g muối.
C. 8,2 g muối. D. 3,4 g muối.
Đáp án
Ta có: neste = nNaOH phản ứng = 0,1 mol
BTKL: m = meste + mNaOH – mancol = 8,8 + 4 – 4,6 = 8,2 g
Câu 4. Xà phòng hoá 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 thu được chất rắn khan có khối lượng là:
A.8,56 gam B.3,28 gam
C.10,4 gam D.8,2 gam
Đáp án
nCH3COOC2H5 = 0,1mol; nNaOH = 0,04 mol
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
nCH3COONa = nNaOH = 0,04 mol
Chất rắn chỉ có CH3COONa (0,04mol)
⇒ mrắn = 0,04 . 82 = 3,28 gam
Câu 5. Cho 20 gam chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O và một loại nhóm chức) có tỉ khối hơi so với O2 bằng 3,125, tác dụng với 0,3 mol NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 23,2 gam bã rắn. CTCT của X có thể là:
A. CH3COOCH=CH-CH3.
B. C2H5COOCH=CH2.
C. CH2CH=CHCOOCH3.
D. CH2=CHCOOC2H5.
Đáp án
* Nhận xét: Từ các đáp án ta thấy chúng đều là este.
Đặt công thức este là RCOOR’
Meste = 3,125.32 = 100 ⇒ neste = 0,2 mol
⇒ nNaOH pư = neste = 0,2 mol ⇒ nNaOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol
→ mNaOH = 0,1.40 = 4 g
⇒ mmuối = 23,2 – 4 = 19,2 g ⇒ Mmuối (RCOONa) = 96
⇒ R = 96 – 67 = 29 ⇒ R là C2H5-
Đáp án B
Sưu tầm
Hi vọng với bài viết trên sẽ giúp bạn làm tốt dạng về xà phòng hóa. Làm được dạng này, sẽ hình thành cho bạn một số kĩ năng làm toán liên quan đến este, lipit nói chung. Bài viết trên đã mở rộng cho các trường hợp tổng quát nhất về este, như liên quan đến phenol và đa chức... Luyện tập nhiều sẽ giúp bạn ngày một tốt hơn trong môn hóa học. Chúc bạn có quá trình học và kì thi thật tốt !
Dưới đây, xin giới thiệu tới bạn đọc về bài tập phản ứng xà phòng hoá este và lipit.
I. Phản ứng xà phòng hóa este
Phản ứng thủy phân trong môi trường bazơ (phản ứng xà phòng hóa):
(RCOO)nR’ + nNaOH → nRCOONa + R’(OH)n
R(COOR’)m + mNaOH → R(COONa)m + mR’OH
Rn(COO)n.mR’m + n.m NaOH → nR(COONa)m + mR’(OH)n
- Tuy nhiên cũng có những trường hợp đặc biệt có thể tạo ra muối và anđehit hoặc muối và xeton hoặc 2 muối hoặc 1 phân tử duy nhất:
+ Este bị thủy phân trong môi trường kiềm cho muối và anđehit có dạng:
RCOO-CH=CH-R’ (tạo rượu không bền nên bị chuyển hoá thành andehit)
VD: RCOO-CH=CH2 + NaOH → RCOONa + CH3CHO
+ Este thuỷ phân trong môi trường kiềm cho muối và xeton có dạng:
RCOO-C(R’)=CH-R’’
VD: RCOO-C(CH3)-CH3 + NaOH → RCOONa + CH3-CO-CH3
+ Este của axit và phenol bị thủy phân trong môi trường kiềm dư cho 2 muối:
RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O
+ Este vòng bị thủy phân cho 1 phân tử duy nhất:
II. Phản ứng xà phòng hóa lipit
Khi đun nóng với dung dịch kiềm (NaOH hoặc KOH) thì tạo ra glixerol và hỗn hợp muối của các axit béo. Muối natri hoặc kali của các axit béo chính là xà phòng
- Phản ứng của chất béo với dung dịch kiềm được gọi là phản ứng xà phòng hóa. Phản ứng xà phòng hóa xảy ra nhanh hơn phản ứng thủy phân trong môi trường axit và không thuận nghịch.
- Chỉ số xà phòng hóa: là số mg KOH dùng để xà phòng hóa hoàn toàn 1 gam lipit (tức là để trung hòa axit sinh ra từ sự thủy phân 1 gam lipit).
- Chỉ số axit: số mg KOH dùng để trung hòa axit tự do có trong 1 mg lipi
III. Bài tập
Câu 1. Xà phòng hóa hoàn toàn m gam chất béo X với một lượng vừa đủ NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được 1,84 gam glixerol và 18,36 muối khan. Giá trị của m là
A. 19,12. B. 17,8.
C. 19,04. D. 14,68.
Đáp án
nC3H5(OH)3 = 0,02mol → nNaOH = 3. nC3H5(OH)3 = 0,06mol
Bảo toàn khối lượng:
mX + mNaOH = mC3H5(OH)3 + mmuối
→ mX = 17,8g
Câu 2. Khối lượng glixerol thu được khi đun nóng 132,6 kg chất béo (loại triolein) có chứa 10% tạp chất trơ với dung dịch NaOH dư (coi như phản ứng xảy ra hoàn toàn) là:
Đáp án
mTriolein = 132,6.90% = 119,34 kg
⇒ nC3H5(OH)3 = n(C17H33COO)3C3H5 = 0,135 kmol
⇒ mC3H5(OH)3 = 0,135 . 92= 12,42 kg
Câu 3. Thủy phân 8,8 gam este X có công thức phân tử C4H8O2 bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được 4,6 g ancol Y và m gam muối Z. Giá trị của m là:
A. 4,1 g muối. B. 4,2 g muối.
C. 8,2 g muối. D. 3,4 g muối.
Đáp án
Ta có: neste = nNaOH phản ứng = 0,1 mol
BTKL: m = meste + mNaOH – mancol = 8,8 + 4 – 4,6 = 8,2 g
Câu 4. Xà phòng hoá 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 thu được chất rắn khan có khối lượng là:
A.8,56 gam B.3,28 gam
C.10,4 gam D.8,2 gam
Đáp án
nCH3COOC2H5 = 0,1mol; nNaOH = 0,04 mol
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
nCH3COONa = nNaOH = 0,04 mol
Chất rắn chỉ có CH3COONa (0,04mol)
⇒ mrắn = 0,04 . 82 = 3,28 gam
Câu 5. Cho 20 gam chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O và một loại nhóm chức) có tỉ khối hơi so với O2 bằng 3,125, tác dụng với 0,3 mol NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 23,2 gam bã rắn. CTCT của X có thể là:
A. CH3COOCH=CH-CH3.
B. C2H5COOCH=CH2.
C. CH2CH=CHCOOCH3.
D. CH2=CHCOOC2H5.
Đáp án
* Nhận xét: Từ các đáp án ta thấy chúng đều là este.
Đặt công thức este là RCOOR’
Meste = 3,125.32 = 100 ⇒ neste = 0,2 mol
⇒ nNaOH pư = neste = 0,2 mol ⇒ nNaOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol
→ mNaOH = 0,1.40 = 4 g
⇒ mmuối = 23,2 – 4 = 19,2 g ⇒ Mmuối (RCOONa) = 96
⇒ R = 96 – 67 = 29 ⇒ R là C2H5-
Đáp án B
Sưu tầm
Hi vọng với bài viết trên sẽ giúp bạn làm tốt dạng về xà phòng hóa. Làm được dạng này, sẽ hình thành cho bạn một số kĩ năng làm toán liên quan đến este, lipit nói chung. Bài viết trên đã mở rộng cho các trường hợp tổng quát nhất về este, như liên quan đến phenol và đa chức... Luyện tập nhiều sẽ giúp bạn ngày một tốt hơn trong môn hóa học. Chúc bạn có quá trình học và kì thi thật tốt !
