Giải Hóa học 12 Bài 2: Lipit

135 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Hóa học lớp 12 Bài 2: Lipit chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Lipit lớp 12.

Bài giảng Hóa học 12 Bài 2: Lipit

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 2: Lipit

Câu hỏi và bài tập (trang 11,12 SGK Hóa Học 12)

Bài 1 trang 11 SGK Hóa Học 12: Chất béo là gì ? Dầu ăn và mỡ động vật có đặc điểm gì khác nhau về cấu tạo và tính chất vật lí ? Cho ví dụ minh họa.

Phương pháp giải:

- Chất béo: Chất béo là trieste của glixerol với axit béo, gọi chung là triglixerit hay triaxylglixerol.

- Mỡ động vật và dầu thực vật đều không tan trong nước, nhẹ hơn nước; nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ

Lời giải:

Chất béo là trieste của glixerol với axit béo, gọi chung là triglixerit hay triaxylglixerol.

Công thức cấu tạo chung của chất béo là:

Trong đó R₁, R₂, R₃là gốc axit béo có thể giống nhau hoặc khác nhau

Dầu ăn và mỡ động vật đều là este của glixerol và các axit béo. Chúng khác nhau ở chỗ:

- Dầu ăn thành phần là các axit béo có gốc hidrocacbon không no, chúng ở trạng thái lỏng.

Ví dụ: (C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅

- Mỡ động vật thành phần là các axit béo có gốc hidrocacbon no, chúng ở trạng thái rắn

Ví dụ: (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅

Bài 2 trang 11 SGK Hóa Học 12: Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A. Chất béo không tan trong nước.

B. Chất béo không tan trong nước, nhẹ hơn nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

C. Dầu ăn và mỡ bôi trơn có cùng thành phần nguyên tố.

D. Chất béo là este của glixerol và axit cacboxylic mạch cacbon dài, không phân nhánh.

Lời giải:

Dầu ăn là chất béo, còn mỡ bôi trơn là các hiđrocacbon.

Đáp án C

Bài 3 trang 11 SGK Hoá Học 12: Trong thành phần của một số loại sơn có Trieste của glixerol với axit linoleic C₁₇H₃₁COOH và axit linoleic C₁₇H₂₉COOH. Viết công thức cấu tạo thu gọn của các Trieste có thể có của hai axit trên với glixerol.

Lời giải:

Bài 4 trang 12 SGK Hóa học:Trong chất béo luôn có một lượng nhỏ axit tự do. Số miligam KOH dùng để trung hòa lượng axit tự do trong một gam chất béo gọi là chỉ số axit của chất béo. Để trung hòa 2,8 gam chất béo cần 3,0 ml dung dịch KOH 0,1M. Tính chỉ số axit của mẫu chất béo trên.

Phương pháp giải:

Chỉ số axit của chất béo là số miligam KOH dùng để trung hòa axit trong 1 gam chất béo

Lời giải:

$n_{K O H} = C_{M} . V$ =0,1.3,0=0,3 mmol => $m_{K O H}$ = 0,3.56=16,8 mg

Để trung hòa hết axit trong 2,8 gam chất béo cần 16,8 mg KOH

=> 1 gam chất béo → 6 mg KOH

Vậy chỉ số axit của mẫu chất béo trên là 6

Bài 5 trang 11 sgk Hóa học 12: Tổng số miligam KOH dùng để trung hòa hết lượng axit tự do và xà phòng hóa hết lượng este trong 1 gam chất béo gọi là chỉ số xà phòng hóa của chất béo. Tính chỉ số xà phòng hóa của mẫu chất béo có chỉ số axit bằng 7 chứa tristearoylglixerol còn lẫn một lượng axit stearic.

Phương pháp giải:

Nắm được các khái niệm:

- Chỉ số axit: Số mg KOH cần dùng để trung hòa hết axit có trong 1 gam chất béo

- Chỉ số xà phòng hóa: Số mg KOH cần dùng để trung hòa hết lượng axit và xà phòng hóa hết lượng este trong 1 gam chất béo

Lời giải:

Khối lượng KOH cần dùng để trung hòa axit là 0,007 gam.

$\Rightarrow n_{K O H} = \frac{0, 007}{56} = 0, {125.10}^{- 3} (m o l)$ (mol).

Khối lượng C₁₇H₃₅COOH trong 1 gam chất béo là:

0,125.10^-3. 284 = 35,5.10^-3(gam).

Số mol tristearoylglixerol trong 1 gam chất béo :

$\frac{1 - 35, {5.10}^{3}}{890} = 1, {0837.10}^{- 3}$ (mol).

⟹ n_KOH = 3.1,0837.10^-3 (mol); m_KOH = 3.1,0837.10^-3.56.1000 = 182 (mg).

Chỉ số xà phòng hóa : 182 + 7 = 189.

Lý thuyết Bài 2: Lipit

I. KHÁI NIỆM

Lipit là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực.

Chất béo: Chất béo là trieste của glixerol với axit béo, gọi chung là triglixerit hay triaxylglixerol.

II. CẤU TẠO

Gồm gốc axit béo (axit đơn chức có số C chẵn, mạch dài, không phân nhánh) + gốc hiđrocacbon của glixerol.

(R₁, R₂, R₃ là các gốc hidrocacbon)

Một số axit béo thường gặp:

+ Axit panmitic: C₁₅H₃₁COOH (256)

+ Axit stearic: C₁₇H₃₅COOH (284)

+ Axit oleic: C₁₇H₃₃COOH (có 1 nối đôi) (282)

+ Axit linoleic: C₁₇H₃₁COOH (2 nối đôi) (280)

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

+ Nhẹ hơn nước, không tan trong nước

+ Khi phân tử chất béo có chứa gốc hiđrocacbon không no, chất béo ở trạng thái lỏng ; có chứa gốc hiđrocacbon no, chất béo ở trạng thái rắn.

+ Mỡ động vật và dầu thực vật đều không tan trong nước, nhẹ hơn nước; nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1.Phản ứng thủy phân trong môi trường axit

2. Phản ứng xà phòng hóa

3. Phản ứng ở gốc hidrocacbon

Chất béo có thể tham gia một số phản ứng: thế, cộng, OXH dựa vào đặc điểm của gốc hidro cacbon.

* Lưu ý: Nối đôi C = C ở gốc axi không no của chất béo bị oxi hóa chậm bởi oxi không khí tạo thành peoxit, chất này bị phân hủy thành các sản phẩm có mùi khó chịu. Đó là nguyên nhân của hiện tượng dầu mỡ để lâu bị ôi.

V. ỨNG DỤNG

- Chất béo là thức ăn quan trọng của con người, được dùng để điều chế xà phòng và glixerol,

- Một số loại dầu thực vật dùng trong sản xuất một số sản phẩm khác như mì sợi, đồ hộp.

- Glixerol dùng trong sản xuất chất dẻo, mĩ phẩm, thuốc nổ

Sơ đồ tư duy: Lipit

Phương pháp giải một số bài tập

Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết về lipit, chất béo

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Khi thuỷ phân trong môi trường axit, tristearin ta thu được sản phẩm là :

A. C₁₅H₃₁COONa và etanol.

B. C₁₇H₃₅COOH và glixerol.

C. C₁₅H₃₁COOH và glixerol.

D. C₁₇H₃₅COONa và glixerol.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng thủy phân tristearin:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + H₂O $\vec{\leftarrow}$ 3C₁₇H₃₅COOH + C₃H₅(OH)₃

Đáp án B

Ví dụ 2: Chọn phát biểu đúng ?

A. Chất béo là trieste của glixerol với axit.

B. Chất béo là trieste của glixerol với axit vô cơ.

C. Chất béo là trieste của glixerol với axit béo.

D. Chất béo là trieste của ancol với axit béo.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Định nghĩa: Chất béo là trieste của glixerol với axit béo

Đáp án C

Ví dụ 3: Phát biểu nào sau đây sai ?

A. Nhiệt độ sôi của este thấp hơn hẳn so với ancol có cùng phân tử khối.

B. Trong công nghiệp có thể chuyển hoá chất béo lỏng thành chất béo rắn.

C. Số nguyên tử hiđro trong phân tử este đơn và đa chức luôn là một số chẵn.

D. Sản phẩm của phản ứng xà phòng hoá chất béo là axit béo và glixerol.

Hướng dẫn giải chi tiết:

A. Nhiệt độ sôi của este thấp hơn hẳn so với ancol có cùng phân tử khối.

=> Đúng do este không có chứa liên kết H liên phân tử nên nhiệt độ sôi thấp hơn ancol có cùng phân tử khối

B. Trong công nghiệp có thể chuyển hoá chất béo lỏng thành chất béo rắn.

=> Đúng, người ta chuyển hóa chất béo lỏng thành chất béo rắn bằng cách hidro hóa

C. Số nguyên tử hiđro trong phân tử este đơn và đa chức luôn là một số chẵn.

=> Đúng, este có dạng: C_nH_2n+2-2kO_2a (a ≤ k)

D. Sản phẩm của phản ứng xà phòng hoá chất béo là axit béo và glixerol.

=> Sai, sản phẩm phản ứng xà phòng hóa chất béo là muối và glixerol.

Đáp án D.

Dạng 2: Bài toán về thủy phân chất béo

* Một số lưu ý cần nhớ:

Ta có phương trình hóa học:

(RCOO)₃C₃H₅ + H₂O $\vec{\leftarrow}$ 3RCOOH + C₃H₅(OH)₃

(RCOO)₃C₃H₅ + NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

* Ghi nhớ công thức hóa học của một số axit béo hay gặp:

Axit srearic: C₁₇H₃₅COOH

Axit oleic: C₁₇H₃₃COOH

Axit linoleic: C₁₇H₃₁COOH

Axit panmitic: C₁₅H₃₁COOH

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Thủy phân chất béo glixerol tristearat (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ cần dùng 1,2 kg NaOH. Biết hiệu suất phản ứng là 80%. Khối lượng glixerol thu được là:

A. 8,100 kg

B. 0.750 kg

C. 0,736 kg

D. 6,900 kg

Hướng dẫn giải chi tiết:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃ (1)

Ta có: n_NaOH = 1,2/40 = 0,03 (kmol)

Từ (1) ⇒ n_C3H₅(OH)₃ = 1/3 n_NaOH = 0,01 (kmol)

⇒ m_C3H₅(OH)₃ = 0,01 x 92 = 0,92 (kg)

Vì H = 80% ⇒ m_C3H₅(OH)_{3 thực tế} = 0,92 x 80/100 = 0,736 (kg)

Đáp án C

Ví dụ 2: : Xà phòng hoá hoàn toàn m gam lipit X bằng 200 gam dung dịch NaOH 8% sau phản ứng thu được 9,2 gam glixerol và 94,6 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là :

A. (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅.

B. (C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅.

C. (C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅.

D. (C₁₇H₃₁COO)₃C₃H₅.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Đặt công thức trung bình của lipit là: C₃H₅(OOCR)₃

Ta có phương trình hóa học:

C₃H₅(OOCR)₃+3NaOH→C₃H₅(OH)₃+3RCOONa

mol: 0,3 ↔ 0,1 ↔0,3

Theo giả thiết ta có

$n_{N a O H} = \frac{200.8 %}{40} = 0, 4 m o l; n_{C_{3} H_{5} {(O H)}_{3}} = \frac{9, 2}{92} = 0, 1 m o l .$

Theo phương trình (1) suy ra

Do đó trong 94,6 gam chất rắn có 0,1 mol NaOH dư và 0,3 mol RCOONa.

Vậy ta có phương trình : 0,1.40 + (R+67).0,3 = 94,6 => R = 235 => R là C₁₇H₃₁–.

Đáp án D.

Dạng 3: Bài toán xác định chỉ số axit, chỉ số xà phòng hóa, chỉ số iot của chất béo

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Số miligam KOH dùng để trung hòa lượng axit tự do trong 1 gam chất béo gọi là chỉ số axit của chất béo

- Chỉ số xà phòng của chất béo: là số miligam KOH cần để xà phòng hóa triglixerit (tức chất béo) và trung hòa axit béo tự do trong gam chất béo.

- Chỉ số iot: là số gam iot có thể cộng vào 100 gam lipit. Chỉ số này dùng để đánh giá mức độ không no của lipit

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Tổng số miligam KOH để trung hoà hết lượng axit tự do và xà phòng hoá hết lượng este trong một gam chất béo gọi là chỉ số xà phòng hoá của chất béo. Vậy chỉ số xà phòng hoá của mẫu chất béo có chỉ số axit bằng 7 chứa 89% tristearin là:

A. 185.

B. 175.

C. 165.

D. 155.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Chất béo có chỉ số axit = 7

=> 1 gam chất béo cần 7 mg (0,007 gam) KOH để trung hoà axit.

Trong 1 gam chất béo có $\frac{1.89}{100}$ = 0,89 gam tristearin (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅.

$n_{{(C_{17} H_{35} C O O)}_{3} C_{3} H_{5}} = \frac{0.89}{890}$ = 0,001 mol

=> n_{KOH phản ứng với este}= 3.0,001 = 0,003 mol.

=> m_{KOH phản ứng với este}= 0,003.56.1000 = 168 mg.

Vậy chỉ số xà phòng hoá = chỉ số axit + chỉ số este hóa = 7 + 168 = 175.

Đáp án B.

Ví dụ 2: Cho 200 gam một loại chất béo có chỉ số axit bằng 7 tác dụng vừa đủ với một lượng NaOH, thu được 207,55 gam hỗn hợp muối khan. Khối lượng NaOH đã tham gia phản ứng là :

A. 31 gam.

B. 32,36 gam.

C. 30 gam.

D. 31,45 gam.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Chất béo có chỉ số axit bằng 7

=> Cần 7 mg KOH để trung hòa 1 gam chất béo

=> Cần x mg KOH để trung hòa 200 gam chất béo

x = 7 . 200 = 1400 (mg) = 1,4 gam

n NaOH (trung hòa axit) = n KOH = 1,4 : 56 = 0,025 (mol)

Gọi số mol NaOH cần để xà phòng hóa este là x (mol)

=> Số mol ancol tạo thành sau phản ứng là x/3 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

200 + 0,025.40 + 40x = 207,55 + 92. x/3 + 0,025.18 n = 0,75

Vậy khối lượng của NaOH là : (0,025 + 0,75).40 = 31 gam.

Đáp án A.

Tên và khối lượng phân tử của một số axit béo và triglixerit thường gặp:

+) No:

${\begin{aligned} C_{15} H_{31} C O O H : ax i t p a n m i t i c (M = 256) \\ C_{17} H_{35} C O O H : ax i t s t e a r i c (M = 284) \end{aligned}$

$\to {\begin{aligned} {(C_{15} H_{31} C O O)}_{3} C_{3} H_{5} : t r i p a n m i t i n (M = 806) \\ {(C_{17} H_{35} C O O)}_{3} C_{3} H_{5} : t r i s t e a r i n (M = 890) \end{aligned}$

+) Không no:

${\begin{aligned} C_{17} H_{33} C O O H : ax i t o l e i c (M = 282) \\ C_{17} H_{31} C O O H : ax i t l i n o l e i c (M = 280) \end{aligned}$

$\to {\begin{aligned} {(C_{17} H_{33} C O O)}_{3} C_{3} H_{5} : t r i o l e i n (M = 884) \\ {(C_{17} H_{31} C O O)}_{3} C_{3} H_{5} : t r i l i n o l e i n (M = 878) \end{aligned}$

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12