Bài 2. Xà phòng và chất giặt rửa

- Cấu tạo của xà phòng và chất giặt rửa phổ biến thường gồm hai phần:

+ Phần phân cực ("đầu" ưa nước): là nhóm carboxylate (xà phòng) hoặc nhóm sulfate, sulfonate (chất giặt rửa tổng hợp). Phần này có thể hoà tan được trong nước.

+ Phần không phân cực ("đuôi" kị nước): là gốc hydrocarbon có mạch dài (R). Phần này không tan trong nước.

- 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. Đuôi kị nước trong xà phòng và chất giặt rửa thâm nhập vào vết bẩn, phân chia vết bẩn thành những hạt rất nhỏ có đầu ưa nước quay ra ngoài, các hạt này phân tán vào nước và bị rửa trôi. Kết quả là các vết bẩn trên quần áo, dầu mỡ ở chén bát bị loại bỏ.

- Giống:

+ Cùng kiểu cấu trúc, đuôi dài không phân cực, ưa dầu mỡ kết hợp với phần đầu phân cực, ưa nước.

+ Đuôi kị nước là gốc hydrocarbon mạch dài.

- Khác:

+ Đầu ưa nước của xà phòng là nhóm carboxylate.

+ Đầu ưa nước của chất giặt rửa tổng hợp là nhóm sulfate, hoặc nhóm sulfonate.

a) CH₃[CH₂]₁₄COONa là muối sodium của các acid béo nên CH₃[CH₂]₁₄COONa là xà phòng. Trong đó:

+ Đầu ưa nước: \( - {\rm{CO}}{{\rm{O}}^ - }{\rm{N}}{{\rm{a}}^ + }\)

+ Đuôi kị nước: \({\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\left[ {{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}} \right]_{{\rm{14}}}} - \)

b) CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na là muối sodium alkylsulfate nên CH₃[CH₂]₁₀CH₂OSO₃Na là chất giặt rửa tổng hợp. Trong đó:

+ Đầu ưa nước: \( - {\rm{O}} - {\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}^ - {\rm{N}}{{\rm{a}}^ + }\)

+ Đuôi kị nước: \({\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\left[ {{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}} \right]_{{\rm{10}}}}{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}} - \)

Chất béo không tan được trong dung dịch NaOH, để tăng khả năng tiếp xúc giữa các chất phản ứng từ đó tăng tốc độ phản ứng, ta cần khuấy liên tục hỗn hợp phản ứng.

Giải thích hiện tượng:

+ Ban đầu, khi cho dung dịch NaOH vào dầu ăn, ta thấy hỗn hợp bị tách thành 2 lớp.

→ Chất béo không tan được trong nước hay dung dịch NaOH, do đó khi cho dung dịch NaOH vào dầu ăn tạo thành hỗn hợp không đồng nhất, tách thành hai lớp.

+ Đun sôi hỗn hợp và khuấy liên tục, tạo thành chất lỏng đồng nhất và sệt.

→ Khi đun sôi, phản ứng giữa dầu ăn và dung dịch NaOH xảy ra, tạo thành muối và glycerol dễ tan trong dung dịch nên chất lỏng đồng nhất. Quá trình đun nóng làm cô cạn nước trong dung dịch, chỉ còn lại hỗn hợp chất phản ứng và sản phẩm nên hỗn hợp trên sệt lại.

+ Khi ngừng đun, để nguội thu được hỗn hợp đặc sệt màu trắng.

→ Hỗn hợp đặc sệt màu trắng là hỗn hợp muối của acid béo với sodium (xà phòng) và glycerol.

+ Thêm dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp trên, xuất hiện lớp chất rắn màu trắng nổi lên trên dung dịch.

→ Dung dịch NaCl có tỉ trọng lớn hơn xà phòng và xà phòng không tan được trong NaCl nên xà phòng nổi lên trên dung dịch.

Phương trình tổng quát: