Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Sử dụng phương pháp đồng đẳng hóa và thủy phân hóa để giải bài tập vận dụng cao về axít béo và triglixerit trình bày kết quả việc nghiên cứu lý thuyết 2 phương pháp đồng đẳng hóa và thủy phân hóa để giải các bài toán vận dụng cao về chết béo và triglixerit cũng như đưa ra một số bài toán minh họa cho 2 phương pháp này.
VÀ TH S D NG PH NG PHÁP NG NG HÓA PHÂN PHÂN HÓA GI I BÀI T P V N D NG CAO V AX T BÉO VÀ TRIGLIXERIT V Thành C ng Khoa oán Khoa h c nh n Ema l cong t@dhhp edu n Ngày nh n bài: 17/04/2022 Ngày PB ánh giá: 05/05/2022 Ngày t ng: 12/05/2022 TÓM T T Bài báo này, tr nh bày k t qu vi c nghi n c u l thuy t ph ng pháp ng ng hóa Th y ph n hóa gi i toán v n d ng cao v ch t béo triglixerit c ng nh a m t s toán minh h a cho ph ng pháp K t qu cho th y s d ng ph ng pháp gi i tốn ph h p khơng nh ng cho k t qu nhanh h n mà ôi cách gi i truy n th ng không gi i c T khóa T khóa: axit béo, ng ng, th y ph n, gi i nhanh APPLYING HOMOGENIZATION AND HYDROLYSIS METHODS TO SOLVE BIG PROBLEMS OF FAT ACID AND TRIGLIXERIT ABSTRACT This report presents the results of the theoretical study of methods: Homogeni ation and Hydrolysis - to solve big problems of fat acid and TRIGLIXERIT and gives illustrative examples for these two methods The outcomes show that applying these two methods can not only tackle the unsolved problems with traditional solutions but also give results faster Ke words fat acid, peer, hydrolysis, quick solution t v n Chinh ph c i m 8, 9, 10 k thi trung h c ph thông Qu c gia m c ti u c a nhi u h c sinh gi i t c m c ti u òi h i h c sinh không nh ng n m v ng l thuy t, cách gi i truy n th ng mà òi h i ph i n m b t c nh ng cách gi i c g i t phá, không nh ng gi i nhanh h n mà cịn gi i c nh ng mà cách gi i truy n th ng không gi i c Do v y, vi c nghi n c u ph ng pháp c coi t phá i v i h c sinh gi i i u r t c n thi t M c t u, t ng ph ng pháp ngh n c u M c ti u: Nghi n c u l thuy t t ng quát, cách gi i toán b ng ph ng pháp ng ph n hóa th y ph n hóa, d ng t p v n d ng cao v ch t béo triglixerit có th áp d ng ph ng pháp gi i c ng nh a m t s t p gi i t ng t sau c gi c xong s có m t cách nh n t ng quát, d nh có th áp d ng nhanh nh t gi i t p i t ng ph m vi: Bài t p v n d ng cao ph n ch t triglixerit k thi THPT Qu c gia, thi tham kh o c a tr ng THPT Ph ng pháp nghi n c u: Nghi n c u sách giáo khoa THPT thi k thi THPT, thi th nh ng n m g n y, gi i toán v n d ng cao v ch t béo triglixerit b ng ph ng pháp khác nhau, t ó h th ng hóa nh ng d ng có th áp d ng ph ng pháp ng ng hóa th y ph n hóa T P CH KHOA H C, S 53, tháng n m 2022 K t qu ngh n c u K n th c c n nh 3.1.1 Ph n ng th y ph n g c gi ng nhau: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH to 3RCOONa + C3H5(OH)3 g c gi ng nhau: (RCOO)2(R1COO)C3H5+3NaOH to 2RCOONa+R1COONa+C3H5(OH)3 3g c khác nhau: (RCOO)(R1COO)(R2COO)C3H5+3NaOH +C3H5(OH)3 to RCOONa+R1COONa+ +R2COONa Theo s ph n ng th y ph n ta có cơng th c sau: 3.1.2 S ph n ng Theo s ph n ng cháy ta có công th c sau: 3.1.3 S ph n ng c ng ch t béo: CB không no + (k T s t cháy ch t béo (CB): CB + O2 to CO2 + H2 3)H2(Br2) CB no suy ra: Trong ó k t ng s li n k t ch t béo, h s k-3 v có li n k t li n k t C=O không tham gia ph n ng c ng 3.1.4 M t s công th c c n nh Sè C CB = n CO2 nX BT C : n C = n CO2 Sè H CB = n H = n H2 O Công th c nhanh tính s mol O2 TR NG I H C H I PHÒNG n H2 O nX Ph ng pháp “ ng ng hóa Ph ng pháp ch y u áp d ng tốn ch có ch t béo ho c axít béo V i ch t béo ta quy thành (HCOO)3C3H5, CH2 H2 v i công th c t ng quát (gi s cho (C17H33COO)3C3H5 ) nh sau: T ng t , v i axit béo ta quy v HCOOH, CH2 H2 thí d v i C17H31COOH N u toán cho h n h p CB b t k th ng ng hóa v este ch c ban u (HCOO)3C3H5, CH2, H2, t y theo cho tác d ng v i NaOH, O2, H2, Br2 s s d ng cơng th c tính t ng ng theo s : Trong tốn n u có h n h p mu i, ta th gi s sau: ng s d ng b o tồn nhóm theo s C15 H 31COONa (no) : a mol BT nhãm COO : n COO = 3x = a + b + c C17 H 33 COONa (kh«ng no) : b mol BT n h ãm CH : n CH = y = 15a + 17b + 17c C17 H 31COONa (kh«ng no) : c mol n H2 = − z = 0a + b + 2c 3 Ph ng pháp “ h ph n hóa Ph ng pháp ch y u áp d ng toán cho h n h p g m c axit béo & ch t béo Gi s cho h n h p g m axit béo & ch t béo g m: C15 H 31COOH : x C17 H 33COOH : y (C 15 H 31COO)(C17 H 33COO)2 C H : z T P CH KHOA H C, S 53, tháng n m 2022 Ph n ng th y ph n ch t béo (C15H31COO)(C17 H33COO)2 C 3H + 3H O = C15H31COOH + 2C17 H33COOH + C 3H (OH)3 14243 C 3H + 3H2 O (C15H31COO)(C17 H33COO)2 C 3H = C15H 31COOH + 2C17 H33COOH + C 3H z V y h n h p ban z ut ng 2z z C15 H31COOH : x + z ng v i C17 H 33COOH : y + 2z C H : z (Đây mol chất béo ) y chớnh ph ng pháp Th y ph n hóa v i b n ch t quy h n h p axit ch t béo ban u v h n h p axit C3H2 M t s thí d áp d ng n h nh 3.4.1 p d ng ph ng pháp ng ng hóa Ví d t cháy hoàn toàn m gam triglixerit X c n v a 2,31 mol O2, thu c H2O 1,65 mol CO2 Cho m gam X tác d ng v i dung d ch NaOH v a , thu c glyxerol 26,52 gam mu i M t khác, m gam X tác d ng c t i a v i a mol Br2 dung d ch Giá tr c a a A 0,09 B 0,12 C 0,15 D 0,18 [ th c mơn Hóa 2019] Đ ốt cháy : Cách 1: Gọi n CB = x n H2 O = y BT O : 6x + 2,31.2 = 1,65.2 + y (1) BTKL : m CB + 2,31.32 = 1,65.44 + 18y (2) Thuû ph©n : CB + 3NaOH x Muèi + C H (OH)3 3x x BTKL : m CB + 3x.40 = 26,52 + 92x (3) Cách Đ ồng đẳng hóa : + O2 CO2 + H O 123 2,31 1,65 (HCOO)3 C H : x mol m gam CB CH : y mol HCOONa : 3x + NaOH H : z mol H2 : z +B2 TR NG I H C H I PHÒNG 26,52 gam muèi CH : y z B2 BT C : 6x + y + 0z = 1,65 x = 0,03 n O2 = 5x + 1, 5y + 0, 5z = 2,31 y = 1, 47 n Br2 = z = 0,09 mol z = −0,09 m muèi = 68.3x + 14y + 2z = 26, 52 Ví d t cháy hồn tồn 17,16 gam trigixerit X, thu c H2O 1,1 mol CO2 Cho 17,16 gam X tác d ng v i dung d ch NaOH v a , thu c glixerol m gam mu i M t khác, 17,16 gam X tác d ng c v i t i a 0,04 mol Br2 dung d ch Giá tr c a m A 18,28 C¸ch : Gäi B 18,48 n CB = x n H2O = y C 16,12 D 17,72 1,1 − y kx - x + y = 1,1 (1) k −1 = m C + m H + m O = 1,1.12 + 2y + 16x.6 = 17,16 (2) CT đốt cháy : x = m CB CB x + (k-3)Br2 x(k-3) x.(k-3) = 0,04 kx - 3x = 0,04 (3) T P CH KHOA H C, S 53, tháng n m 2022 m CB = 176x + 14y + 2.(-0,04) = 17,16 x = 0,02 BT C : 6x + y = 1,1 y = 0,98 m muèi = 68.3x + 14y + 2z = 17,72 Ví d Th y ph n hồn tồn triglixerit X mơi tr ng axit, thu c glixerol, axit stearic axit oleic t cháy hoàn toàn m gam X c n 51,52 gam O2, thu c 50,16 gam CO2 M t khác, m gam X tác d ng c t i a v i V ml dung d ch Br2 0,5M Giá tr c a V A 80 B 200 C 160 D 120 [Thi th THPT QG L n 1/2021 - THPT chuy n Phan B i Ch u, Ngh An] C 57 H106 O6 + (k-3)Br2 0,02 0,02.(k-3) n Br2 = 0,02.2 = 0,04 Vdd Br2 = 0,04 = 0,08 lÝt = 80 ml 0,5 Ví d Xà phịng hóa hoàn toàn m gam h n h p E g m triglixerit b ng dung d ch NaOH, thu c glixerol h n h p X g m ba mu i C17HxCOONa, C15H31COONa, C17HyCOONa v i t l mol t ng ng : : M t khác, hi ro hóa hồn tồn m gam E thu c 68,96 gam h n h p Y N u t cháy hoàn toàn m gam E c n v a 6,09 mol O2 Giá tr c a m A 60,32 TR NG B 60,84 I H C H I PHÒNG C 68,20 D 68,36 [ minh h a thi THPTQG B Giáo D c CB + 3NaOH to N m 2021] C17 H x COONa : 3x ChÊt bÐo chøa gèc axit bªn C15 H31COONa : 4x + C H (OH)3 BT COO : n CB = 3x + 4x + 5x C17 H y COONa : 5x n CB = 4x Cách : Chất béo có công thức phân tử d¹ng C 55 H b O6 (4x mol) C 55 H b O + (k − 3)H 4x m Y = 4x.862 = 68,96 C 55 H 96,5O6 (4x mol) C 55 H106 O6 (No d¹ng : C n H 2n + − k O6 víi n = 55 vµ k = ) 4x x = 0,02 n O2 = 4x 55 + b − = 6,09 b = 96,5 m = 4x.852,5 = 68,2 Nh n xét: Qua thí d tr n, rõ ràng v i cách gi i “truy n th ng th cách gi i b ng ph ng pháp “ ng ng hóa n gi n d hi u h n nhi u Tuy nhi n v i toán cho h n h p axit béo ch t béo th ph ng pháp ng ng hóa l i t hi u qu h n so v i ph ng pháp Th y ph n hóa T P CH KHOA H C, S 53, tháng n m 2022 3.4.2 p d ng ph ng pháp th y ph n hóa Ví d H n h p E g m axit panmitic, axit stearic triglixerit X Cho m gam E tác d ng hoàn toàn v i dung d ch NaOH d , thu c 58,96 gam h n h p hai mu i N u t cháy hoàn toàn m gam E th c n v a 5,1 mol O2, thu c H2O 3,56 mol CO2 Kh i l ng c a X có m gam E A 32,24 gam [ B 25,60 gam C 33,36 gam thi THPTQG th c B Giáo d c & t o M TR NG I H C H I PHÒNG D 34,48 gam 201 L n N m 2020] Ví d H n h p E g m axit oleic, axit panmitic triglixerit X có t l s mol t ng ng : : t cháy hoàn toàn m gam E c n d ng v a mol O2, thu c CO2 H2O M t khác, cho m gam E tác d ng h t v i l ng d dung d ch NaOH un nóng, thu c s n ph m h u c g m glixerol 47,08 gam h n h p hai mu i khan Ph n tr m kh i l ng c a X E A 38,72% B 37,25% C 37,99% D 39,43% [ thi THPTQG th c B Giáo d c & t o M 201 L n N m 2021] C17 H 33COOH : x Thđy ph©n hãa : E lu«n + NaOH C 15 H 31COOH : y C 3H : z O2 : mol C17 H 33COONa : x 2muèi 123 C H COONa : y 47,08 g 15 31 CO2 + H O c gi có th t gi i tr n b ng ph ng pháp ng ng hóa th y rõ v i d ng t p th ph ng pháp Th y ph n hóa t u vi t h n h n ph ng pháp ng ng hóa K T LU N V i vi c h th ng hóa ki n th c c ng nh a ph ng pháp ng ng hóa Th y ph n hóa gi i toán v n d ng cao v axit béo triglixerit s giúp h c sinh d nh , d nh n di n d ng toán áp d ng v n d ng ph ng pháp gi i nhanh xác Tác gi hy v ng s nh n c s trao i, góp ch n thành c a b n c ng nghi p TÀI LI U THAM KH O B giáo d c t o (2018), Hóa h c 10, 11, 12, Nhà xu t b n giáo d c Vi t Nam B giáo d c t o, thi THPT Qu c gia n m 2010 n n m 2020 L m Ng c Thi m, Nguy n nh Thành, Hu nh V n Trung, Nguy n C h c ph th ng, Nhà xu t b n giáo d c Vi t Nam ng (2020), T i n hóa T P CH KHOA H C, S 53, tháng n m 2022 ... th ph ng pháp Th y ph n hóa t u vi t h n h n ph ng pháp ng ng hóa K T LU N V i vi c h th ng hóa ki n th c c ng nh a ph ng pháp ng ng hóa Th y ph n hóa gi i tốn v n d ng cao v axit béo triglixerit. .. gi i b ng ph ng pháp “ ng ng hóa n gi n d hi u h n nhi u Tuy nhi n v i toán cho h n h p axit béo ch t béo th ph ng pháp ng ng hóa l i t hi u qu h n so v i ph ng pháp Th y ph n hóa T P CH KHOA... nhanh tính s mol O2 TR NG I H C H I PHÒNG n H2 O nX Ph ng pháp “ ng ng hóa Ph ng pháp ch y u áp d ng tốn ch có ch t béo ho c axít béo V i ch t béo ta quy thành (HCOO)3C3H5, CH2 H2 v i công th c t