Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 2: Lipit

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

Để biết chất béo là gì và so sánh dầu ăn và mỡ động vật cần nắm các kiến thức sau:

- Khái niệm chất béo.

- Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lý của dầu ăn và mỡ động vật.

Hướng dẫn 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, R₃ là 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

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.

Phương pháp giải

Để xác định phát biểu đúng hay sai, cần ghi nhớ:

• Tính chất vật lý của chất béo.
• Khái niệm chất béo.

Hướng dẫn giải

Dựa vào tính chất vật lý và khái niệm của chất béo ta thấy:

A. Đúng.

B. Đúng.

C. Dầu ăn là chất béo chứa thành phần chính là (C, H, O), mỡ bôi trơn là các hiđrocacbon. với thành phần chính gồm (C, H) → Sai.

D. Đúng axit cacboxylic mạch cacbon dài, không phân nhánh chính là axit béo.

Chọn đáp án C.

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.

Phương pháp giải

Với dạng bài tập viết công thức cấu tạo của các trieste, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Gọi công thức chung của este được tạo thành từ 2 loại axit trên có dạng: (C₁₇H₃₁COO)_xC₃H₅(C₁₇H₂₉COO)_y
• Bước 2: Trieste → x + y = 3, xét các trường hợp x, y có thể xảy ra → công thức cấu tạo este phù hợp theo mỗi trường hợp.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức trieste là (C₁₇H₃₁COO)_xC₃H₅(C₁₇H₂₉COO)_y

Ta có: x + y = 3

• Trường hợp 1:

x = 0; y = 3 →  C₃H₅(C₁₇H₂₉COO)₃

• Trường hợp 2: 

x = 3; y = 0 →  (C₁₇H₃₁COO)₃C₃H₅

• Trường hợp 3: 

x = 1; y = 2 →  C₁₇H₃₁COOC₃H₅(C₁₇H₂₉COO)₂ có 2 công thức tương ứng là:

• Trường hợp 4:

x = 2; y = 1 →  (C₁₇H₃₁COO)₂C₃H₅(C₁₇H₂₉COO) có 2 công thức tương ứng là:

Vậy có 6 công thức cấu tạo trieste của 2 axit trên với glixerol.

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

Để tính chỉ số axit của chất béo theo yêu cầu đề bài cần:

• Bước 1: Tính số mol KOH → khối lượng KOH cần dùng
• Bước 2: Tính chỉ số axit =\(\frac{{{m_{KOH(mg)}}}}{{{m_{chatbeo(g)}}}}\) 

Hướng dẫn giải

Số mol KOH là: n_KOH = 0,003. 0,1 = 0,0003 (mol)

Khối lượng KOH cần dùng là m_KOH = 0,0003.56 = 0,0168 (g) = 16,8 (mg)

Trung hòa 2,8 gam chất béo cần 16,8 mg KOH

1 gam chất béo cần x mg KOH

Suy ra: \(x = \frac{{16,8}}{{2,8}} = 6\)

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

- Để xác định chỉ số xà phòng cần 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.

- Để tính chỉ số xà phòng theo đề bài trên, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Từ khối lượng KOH, tính số mol KOH.
• Bước 2: Viết phương trình giữa axit và KOH, dựa vào phương trình tính khối lượng axit → khối lượng chất béo.
• Bước 3: Viết phương trình giữa este và KOH, suy ra mol KOH cần dùng.
• Bước 4: Chỉ số xà phòng hóa của chất béo = m_KOH (dùng để xà phòng hóa) + m _KOH (để trung hòa axit tự do (chỉ số axit))

Hướng dẫn giải

Vì chỉ số axit của mẫu chất béo tristearoylglixerol trên là 7 nên khối lượng KOH dùng để trung hòa axit là 7 mg = 0,007 gam

→ Số mol KOH trung hòa axit = m/M = 0,007/(39 + 16 + 1) = 1,25.10^-4 mol

Ta có phương trình hóa học:

C₁₇H₃₅COOH + KOH → C₁₇H₃₅COOK + H₂O

Theo phương trình: n_C17H35COOH = n_KOH = 1,25.10^-4 mol  

→ Khối lượng axit m_C17H35COOH = 1,25.10^-4.284 = 0,0355 gam

Khối lượng chất béo = 1 - 0,0355 = 0,9645 gam

→ n chất béo (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ = 0,9645 : 890 = 1,084.10^-3 mol

Ta lại có phương trình:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3KOH → 3C₁₇H₃₅COOK + C₃H₅(OH)₃

Dựa vào phương trình → n_KOH = 3,25.10^-3 mol

Khối lượng KOH dùng để xà phòng hóa = 3,25.10^-3.56 = 0,182g = 182 mg

Chỉ số xà phòng hóa của chất béo = m_KOH (dùng để xà phòng hóa) + m _KOH (để trung hòa axit tự do (chỉ số axit)) = 182 + 7 = 189 mg

Vậy chỉ số xà phòng hóa của mẫu chất béo là 189 mg.