Xin chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau ôn tập lại bài học về Este và chất béo qua việc giải một số bài tập trong Sách giáo khoa trang 35, bài 9. Các em hãy mở sách ra và cùng thầy/cô theo dõi nhé!

Chúng ta sẽ đi lần lượt từng câu.

a) (CH3COO)3C3H5 + NaOH ”

Các em còn nhớ phản ứng đặc trưng của este và chất béo không nào? Đó chính là phản ứng thủy phân. Phản ứng này có thể xảy ra trong môi trường axit hoặc môi trường kiềm.

Trong trường hợp này, chúng ta thấy có sự xuất hiện của NaOH, là một bazơ mạnh. Vậy đây là phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm, còn gọi là phản ứng xà phòng hóa.

Chất đầu tiên, (CH3COO)3C3H5, đây là triglixerit, được tạo thành từ axit axetic (CH3COOH) và glixerol (C3H5(OH)3). Khi thủy phân trong môi trường kiềm, este sẽ bị cắt liên kết tại nhóm chức este (-COO-) và tạo ra muối của axit cacboxylic và ancol tương ứng.

Phương trình phản ứng sẽ như sau:

(CH3COO)3C3H5 + NaOH -> CH3COONa + C3H5(OH)3

Tuy nhiên, chúng ta cần cân bằng phương trình. Mỗi phân tử (CH3COO)3C3H5 có 3 nhóm axetat (-CH3COO-), nên sẽ phản ứng với 3 phân tử NaOH để tạo ra 3 phân tử muối natri axetat (CH3COONa). Glixerol (C3H5(OH)3) sẽ được giải phóng ra.

Vậy phương trình hoàn chỉnh là:

(CH3COO)3C3H5 + 3NaOH -> 3CH3COONa + C3H5(OH)3

Các em nhớ nhé, phản ứng xà phòng hóa của este no, đơn chức, mạch hở trong môi trường kiềm luôn tạo ra muối cacboxylat và ancol. Còn với triglixerit, sản phẩm là muối của axit béo và glixerol.

b) (C17H35COO)3C3H5 + H2O ”

Đây là một este, cụ thể là một loại chất béo, được tạo thành từ axit stearic (C17H35COOH) và glixerol. Phản ứng với nước (H2O) chính là phản ứng thủy phân.

Phản ứng thủy phân este có thể xảy ra trong môi trường axit hoặc môi trường kiềm. Tuy nhiên, ở đây đề bài không cho rõ điều kiện phản ứng là axit hay kiềm, chỉ có nước. Thông thường, phản ứng thủy phân este trong nước tinh khiết diễn ra rất chậm. Để phản ứng xảy ra nhanh hơn, người ta thường đun nóng và có xúc tác axit. Nếu không có xúc tác axit, phản ứng này có thể coi như không xảy ra hoặc xảy ra rất yếu. Tuy nhiên, trong chương trình Hóa học lớp 9, khi đề bài cho phản ứng thủy phân với nước mà không có điều kiện gì thêm, chúng ta hiểu rằng đây là phản ứng thủy phân trong điều kiện thích hợp (thường là đun nóng có xúc tác axit).

Tương tự như câu a, liên kết este sẽ bị cắt. Sản phẩm thu được sẽ là axit cacboxylic và ancol tương ứng.

(C17H35COO)3C3H5 + H2O -> C17H35COOH + C3H5(OH)3

Để cân bằng phương trình, chúng ta thấy có 3 nhóm C17H35COO-, nên cần 3 phân tử nước để thủy phân hết.

Vậy phương trình hoàn chỉnh là:

(C17H35COO)3C3H5 + 3H2O -> 3C17H35COOH + C3H5(OH)3

Lưu ý: Nếu đây là phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm (ví dụ: NaOH), sản phẩm sẽ là muối của axit béo (C17H35COONa) chứ không phải axit tự do.

c) (C17H33COO)3C3H5 + ? ” C17H35COONa + ?

Quan sát hai vế của phương trình, chúng ta thấy (C17H33COO)3C3H5 là một este. Vế phải có C17H35COONa, đây là muối natri stearat. Số cacbon và hydro trong gốc C17H35COO- nhiều hơn so với C17H33COO-. Sự khác biệt này nằm ở liên kết pi trong gốc hydrocacbon. Gốc C17H33COO- có thể chứa một hay nhiều liên kết đôi C=C trong gốc C17H33.

Phản ứng này có thể là phản ứng cộng hiđro vào liên kết đôi, biến C17H33 thành C17H35. Tuy nhiên, sản phẩm thu được là C17H35COONa, tức là muối. Điều này gợi ý rằng đây là một phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm, sau đó có thể có một phản ứng phụ hoặc là cách biểu diễn khác của phản ứng.

Chúng ta hãy xem xét khả năng phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm.
Nếu (C17H33COO)3C3H5 thủy phân với NaOH, ta sẽ thu được muối của axit cacboxylic tương ứng và glixerol.

(C17H33COO)3C3H5 + NaOH -> C17H33COONa + C3H5(OH)3

Nhưng đề bài lại cho sản phẩm là C17H35COONa. Điều này có nghĩa là gốc C17H33 đã bị biến đổi thành C17H35. Khả năng này xảy ra khi gốc C17H33 chứa liên kết đôi, và liên kết đôi này đã cộng hiđro để tạo thành gốc no C17H35. Tuy nhiên, phản ứng cộng hiđro thường cần xúc tác như Ni, Pt, Pd và điều kiện nhiệt độ.

Nếu xem xét kỹ, có thể đề bài đang muốn nói đến phản ứng của một este có gốc không no, sau đó xảy ra phản ứng cộng hiđro trước hoặc trong quá trình thủy phân, hoặc là một cách biểu diễn tổng quát. Tuy nhiên, với kiến thức lớp 9, chúng ta thường xét các phản ứng cơ bản.

Giả sử rằng, (C17H33COO)3C3H5 là một chất béo chưa no. Sản phẩm C17H35COONa là muối của axit béo no. Điều này chỉ ra rằng phản ứng đã làm no gốc hydrocacbon.

Hãy thử tiếp cận theo hướng phản ứng thủy phân trong kiềm trước:
(C17H33COO)3C3H5 + NaOH -> C17H33COONa + C3H5(OH)3

Để có C17H35COONa, thì gốc C17H33 phải có liên kết đôi và liên kết đôi này đã phản ứng với H2.
Phản ứng cộng H2 vào liên kết đôi:
C17H33COOH + H2 -> C17H35COOH (cần xúc tác Ni, t°)

Nếu xét toàn bộ quá trình, có thể là este gốc chưa no bị thủy phân trong môi trường kiềm, sau đó muối hoặc axit tương ứng bị hiđro hóa. Tuy nhiên, cách viết đề bài này khá lạ.

Chúng ta hãy thử một cách suy luận khác: Nếu đề bài muốn tạo ra C17H35COONa, có thể chất ban đầu đã là (C17H35COO)3C3H5 và phản ứng thủy phân trong kiềm. Nhưng gốc trong đề bài là C17H33.

Một khả năng khác là, gốc C17H33 có thể là gốc không no và đã phản ứng với H2 trước đó hoặc trong điều kiện phản ứng để tạo thành gốc no C17H35. Tuy nhiên, phản ứng với NaOH lại là phản ứng đặc trưng của este.

Giả sử đề bài muốn ám chỉ rằng, este chứa gốc không no (C17H33COO)3C3H5 đã được hiđro hóa để trở thành este no (C17H35COO)3C3H5, và sau đó este no này phản ứng với NaOH.
(C17H33COO)3C3H5 + H2 (xúc tác Ni, t°) -> (C17H35COO)3C3H5
Sau đó:
(C17H35COO)3C3H5 + NaOH -> C17H35COONa + C3H5(OH)3

Tuy nhiên, nếu chỉ viết một phương trình đơn lẻ như vậy, thì dấu “?” thứ nhất có thể là một hỗn hợp các chất phản ứng và điều kiện.

Chúng ta hãy xem lại định dạng đề bài: (C17H33COO)3C3H5 + ? ” C17H35COONa + ?
Nếu ta coi phản ứng chính là thủy phân trong môi trường kiềm, thì:
(C17H33COO)3C3H5 + NaOH -> C17H33COONa + C3H5(OH)3

Vấn đề là làm sao từ C17H33COONa lại thành C17H35COONa. Điều này có nghĩa là gốc C17H33 đã nhận thêm 2 nguyên tử hidro.

Một cách giải thích hợp lý trong khuôn khổ lớp 9 là có thể este (C17H33COO)3C3H5 đã phản ứng với H2 để tạo thành (C17H35COO)3C3H5, và sau đó phản ứng xà phòng hóa xảy ra. Tuy nhiên, để viết gọn trong một phương trình, có thể “? ” bao gồm cả H2 và NaOH. Nhưng cách viết này không chuẩn.

Thầy/cô sẽ giải theo hướng đơn giản nhất mà đề bài có thể ám chỉ, đó là phản ứng thủy phân và giả định gốc C17H33 đã được “no hóa”.
Nếu ta giả sử phản ứng là thủy phân trong kiềm và có thêm phản ứng hiđro hóa xảy ra đồng thời hoặc liên tiếp.

Tuy nhiên, nếu chỉ xét phản ứng thủy phân với NaOH, ta có:
(C17H33COO)3C3H5 + NaOH -> C17H33COONa + C3H5(OH)3
Để có C17H35COONa, thì gốc C17H33 cần cộng H2.

Một cách diễn giải khác: Có thể đề bài này muốn kiểm tra kiến thức về phản ứng cộng của liên kết đôi và phản ứng thủy phân.
Nếu ta có (C17H33COO)3C3H5, phản ứng với H2 (xúc tác Ni, nhiệt độ) sẽ cho (C17H35COO)3C3H5. Sau đó, chất này phản ứng với NaOH:
(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH -> 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

Nếu viết gọn trong một phương trình:
(C17H33COO)3C3H5 + 3H2 + 3NaOH -> 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

Vậy “?” thứ nhất có thể là H2 và NaOH. “?” thứ hai là C3H5(OH)3.
Cần lưu ý: Phản ứng cộng H2 vào gốc C17H33 sẽ tạo ra C17H35. Gốc C17H33 có thể có 1 hoặc nhiều liên kết đôi. Để tạo thành C17H35 (no), thì cần cộng đủ H2. Axit stearic là C17H35COOH. Vậy C17H33COO- có thể là gốc từ axit chưa no tương ứng.

Dựa trên cách ra đề thông thường, ta sẽ coi đây là phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm, và gốc chưa no đã được hiđro hóa để trở thành gốc no.

Chất đầu: (C17H33COO)3C3H5. Sản phẩm muối: C17H35COONa. Glixerol: C3H5(OH)3.
Để chuyển từ C17H33COO- sang C17H35COO-, cần cộng 2 nguyên tử H. Tức là cần 1 phân tử H2 cho mỗi nhóm COO-.
Vậy, (C17H33COO)3C3H5 sẽ phản ứng với 3 phân tử H2.
Phản ứng xà phòng hóa với NaOH: 3 phân tử NaOH.
Sản phẩm: 3 phân tử C17H35COONa và 1 phân tử C3H5(OH)3.

Vậy, phương trình có thể là:
(C17H33COO)3C3H5 + 3H2 + 3NaOH -> 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

Vậy “?” thứ nhất là: 3H2 + 3NaOH. “?” thứ hai là: C3H5(OH)3.

d) CH3COOC2H5 + ? ” CH3COOK + ?

Đây là phản ứng thủy phân của este etyl axetat (CH3COOC2H5) trong môi trường kiềm, vì sản phẩm thu được là CH3COOK, là muối kali axetat. Kali hydroxit (KOH) là bazơ thường được dùng trong phản ứng này.

Chất đầu: CH3COOC2H5. Sản phẩm muối: CH3COOK. Sản phẩm ancol: C2H5OH.

Phương trình phản ứng:
CH3COOC2H5 + KOH -> CH3COOK + C2H5OH

Phương trình này đã cân bằng.
Vậy “?” thứ nhất là KOH, “?” thứ hai là C2H5OH.

Các em thấy không, khi nắm vững kiến thức về phản ứng hóa học đặc trưng của este và chất béo, chúng ta có thể dễ dàng giải quyết các bài tập. Các em hãy xem lại bài và ghi chép cẩn thận nhé! Nếu có gì chưa hiểu, đừng ngần ngại hỏi thầy/cô.