Hướng dẫn học sinh lớp 12 trường THTP triệu sơn 5 phân dạng và giải bài tập về chất béo

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 PHÂN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP VỀ CHẤT BÉO Người thực hiện: Đỗ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 PHÂN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP VỀ

CHẤT BÉO

Người thực hiện: Đỗ Thị Thu Hoàn Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh mực môn: Hóa

THANH HOÁ NĂM 2017

MỤC LỤC

1.1

1.2

1.3

1.4

2.1

2.1.1

2.1.2

2.2

2.3

2.3.1

2.3.2

2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 2.4.2 3.1 3.2 1 MỞ ĐẦU Lí do chọn đề tài

Mục đích nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

2 NỘI DUNG Cơ sở lý luận

Cơ sở lí thuyết

Cơ sở thực nghiệm

Thực trạng vấn đề

Giải pháp thực hiện

Dạng 1: Công thức cấu tạo của chất béo

Dạng 2: Bài tập về tính lượng chất của các chất trong phản ứng xà phòng hóa Dạng 3: Bài tập về chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng hóa và chỉ số iot của chất béo Dạng 4: Xác định công thức của chất béo dựa vào số liên kết Π (pi) trong phân tử thông qua phản ứng cháy Bài tập vận dụng

Hiệu quả của sáng kiến

Đối với học sinh

Đối với học sinh

3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận

Kiến nghị

Tài liệu tham khảo

01 01 01 02 02

03 03 03 04 04 04 06 08 11

12 16 16 16

17 17 18

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài.

Hóa học là môn khoa học gắn liền với thực tiễn Việc dạy học không chỉmang lại kiến thức trong sách giáo khoa cho các em học sinh mà còn giúp các

em biết và giải thích được rất nhiều hiện tượng trong thực tiễn Bên cạnh đó việchình thành cho học sinh tư duy để có định hướng trong việc giải bài tập và kĩnăng làm bài là nền tảng quan trọng giúp các em phát triển năng lực học tập

Trong bộ môn hóa học nói riêng và các môn tự nhiên nói chung thì việcgiải bài tập là cực kì quan trọng Nó không chỉ kiểm tra, đánh giá được mức độtiếp thu lí thuyết của học sinh mà qua đó còn phát triển tưu duy, kĩ năng vậndụng logic của các em Để giải được bài tập hóa, đòi hỏi ở học sinh cần nắmvững tính chất hóa học của các hợp chất, vận dụng linh hoạt các công thức tínhtoán, các định luật như bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, bảo toàn ion Hầu hết các đề thi hiện nay phần chất béo luôn chiếm một vị trí quan trọng Các bàitập của phần kiến thức này tuy không quá khó nhưng lại có rất nhiều những kháiniệm mới mà lí thuyết sách giáo khoa không giới thiệu được đưa vào bài tập Do đónếu giáo viên không đề cập thì khi gặp phải học sinh sẽ rất lúng túng và khó giảiquyết

Đối với bài tập về chất béo học sinh thường gặp khó khăn trong việc viếtcông thức cấu tạo dẫn đến khó khăn trong viết phương trình hóa học và tính toán.Hơn nữa thành phần của chất béo thường có lẫn tạp chất sẽ khiến tâm lí học sinhkhi làm bài thấy rối Do đó việc hướng dẫn học sinh biết định dạng và có địnhhướng đúng, xử lí nhanh khi làm bài tập về chất béo là rất cần thiết Điều này manglại cho các em tính chủ động trong việc xử lí bài tập và làm chủ kiến thức Vì vậy

tôi đã nghiên cứu đề tài “Hướng dẫn học sinh lớp 12 trường THPT Triệu Sơn

5 phân dạng và giải bài tập về chất béo ” giúp các em học sinh lớp 12 tôi đang

dạy tháo gỡ vướng mắc của mình khi làm bài tập, đặc biệt có những cách làmnhanh nhất phù hợp với dạng bài tập trắc nghiệm khách quan hiện nay Và đâycũng chính là sáng kiến kinh nghiệm mà tôi xin mạnh dạn trình bày với các bạnđồng nghiệp

1.2 Mục đích nghiên cứu

Khi nghiên cứu về đề tài, mục đích của tôi là hướng dẫn các em học sinh lớp

12 có thể tự mình phân dạng và làm bài tập phần chất béo, đồng thời củng cố líthuyết và rèn luyện các kĩ năng viết đồng phân, viết phương trình hóa học, tính theophương trình hóa học và vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn khối lượng, bảotoàn nguyên tố Từ việc tự khai thác được kiến thức sẽ tạo cho các em hứng thú vớiviệc học, làm chủ được kiến thức mang lại hiệu quả cao trong học tập Hơn nữa vớinhững công thức rút ra trong quá trình làm bài tập sẽ giúp các em giải nhanh cácbài tập trắc nghiệm khách quan

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

Với đề tài “Hướng dẫn học sinh lớp 12 trường THPT Triệu Sơn 5 phân dạng và giải bài tập về chất béo” tôi sẽ tập trung nghiên cứu những kiến thức liên

quan trong sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo, từ đó vận dụng vào giảng dạy

ở các lớp 12A4, 12A5 trường THPT Triệu sơn 5

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

- Sưu tầm và nghiên cứu tài liệu

- Phân tích và tổng hợp lí thuyết

- Thực ngiệm giảng dạy

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận.

2.1.1 Cơ sở lí thuyết.

- Khái niêm: Chất béo trieste của glixerol và các axit béo, còn gọi là triglixerit hay

triaxylglixerol

Công thức tổng quát của chất béo: (R− COO)3C3H5

Công thức cấu tạo của chất béo được viết :

1 ,R ,R R

có thể giống nhau hoặc khác nhau Axit béo là các monocacboxylic có số nguyên tử cacbon chẵn (khoảng từ 12đến 24), không phân nhánh Một số axit béo thường gặp:

Axit stearic: C17H35COOH hay CH3[CH2]16COOH M= 284 Axit oleic: C17H33COOH hay cis-CH3[CH2]7CH=CH[CH2]7COOH M = 282 Axit panmitic: C15H31COOH hay CH3[CH2]14COOH M= 256 Axit linoleic : C17H31COOH M = 280

- Tính chất hóa học của chất béo

Phản ứng thủy phân trong môi trường axit

(R− COO)3C3H5 +3H2O o

H t

+

 →

3 5

3−R COOH +C H OH

Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm (Phản ứng xà phòng hóa)

(R−COO)3C3H5 +3OH− →t0 3R− COO− +C3H5(OH)3

Muối Natri hoặc Kali của các axit béo được gọi là xà phòng

Phản ứng cộng hiđro của chất béo lỏng thành chất béo rắn (bơ nhân tạo)

(C 17 H 33 COO) 3 C 3 H 5 +3H 2 175 1950

Ni C

−

17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 lỏng rắn

Trong thành phần chất béo có thêm tạp chất là các axit béo dư Phản ứngtrung hòa axit beó

RCOOH +OH− →RCOO− +H2O.

2.1.2 Cơ sở thực nghiệm.

Từ việc dạy lí thuyết và cho các em làm bài tập về chất béo với nhiều đốitượng học sinh khác nhau, tôi nhận thấy để các em tự tiếp cận với bài tập phần này

là điều khó Từ một khái niệm đơn giản trong một bài tập mà sách giáo khoa đưa ra

sẽ rất khó để học sinh có thể phát triển thành một dạng bài tập, rút ra được nhữngcông thức để áp dụng nhanh nhất khi làm bài Việc xây dựng hệ thống bài tập nhằmtập trung phân dạng bài tập về định tính, định lượng từ mức độ dễ đến khó giúp các

em dễ dàng hơn trong việc lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài Khi làm

bài tập về chất béo, ngoài những lí thuyết của phần này học sinh còn cần biết cáchvận dụng linh hoạt các kĩ năng làm bài như định luật bảo toàn khối lượng, định luậtbảo toàn nguyên tố,

2.2 Thực trạng vấn đề.

Khi dạy xong lí thuyết về chất béo và cho học sinh làm bài tập mà chưa có sựđịnh hướng về các dạng bài tập và cách giải, bản thân tôi nhận thấy các em rất lúng túng khi việc sử lí bài tập, hiệu quả giáo dục không cao Chính vì vậy tôi đã hướngdẫn các em chia bài tập thành các dạng khác nhau để có cách giải đúng và nhanhhơn Điều đó không chỉ làm các em cảm thấy dễ dàng, hứng thú với việc học hơn

mà còn tạo cho các em các kĩ năng cơ bản và tư duy logic

2.3 Các giải pháp thực hiện.

Để học sinh khái quát được kiến thức và làm bài tập dễ dàng tôi hướng dẫncác em chia thành các dạng bài tập và phương pháp giải như sau:

2.3.1 Dạng 1: Công thức cấu tạo của chất béo.

Ở bài tập loại này học sinh cần chú ý: Trong công thức cấu tạo của chất béocác gốc axit béo có thể giống nhau hoặc khác nhau nên chất béo có thể tạo thành từmột axit béo hoặc hỗn hợp các axit béo Do đó học sinh cần xác định rõ đề bài đểbiết thành phần cấu tạo của chất béo

Bài tập minh họa

Câu 1: Triglixerit là este 3 lần este của glixerin Có thể thu được tối đa bao nhiêu

triglixerit khi đun glixerin với hỗn hợp 3 axit RCOOH, R'COOH, R''COOH (có

H2SO4 đặc làm xúc tác)

A 6 B 9 C 12 D 18

Hướng dẫn:

Trong bài tập này không nói rõ là trong triglixerit phải chứa những axit nào

nên các triglixerit có thể tạo thành:

- Từ một axit béo:

(RCOO)3C3H5 ;(R′COO)3C3H5 ;(R″COO)3C3H5

- Từ hỗn hợp hai axit béo RCOOH, R′COOH

RCOO-CH 2 RCOO-CH 2 RCOO- CH 2 R′COO-CH 2

RCOO-CH R′COO-CH R′COO-CH RCOO-CH

R′COO-CH 2 RCOO-CH 2 R′ COO-CH 2 R′COO-CH 2

Tương tự học sinh làm với các trường hợp

- Từ hỗn hợp hai axit béo RCOOH, R″COOH: 4 đồng phân

- Từ hỗn hợp hai axit béo R′ COOH, R″COOH: 4 đồng phân

- Từ hỗn hợp ba axit béo: 3 đồng phân

Vậy có 18 triglixerit được tạo thành

⇒ Chọn D

Câu 2: Khi thuỷ phân (xúc tác axit) một chất béo thu được hỗn hợp axit stearic

(C17H35COOH) và axit panmitic (C15H31COOH) theo tỉ lệ mol 2:1 Công thức có thể

⇒ Chất béo chứa 2 gốc axit C17H35COOH và 1 gốc axit C15H31COOH ⇒ Chọn D

Câu 3[5]: Trong thành phần của một loại sơn có trieste của glixerol với các axit

béo Khi thủy phân hoàn toàn trieste này trong môi trường axit người ta tìm thấyhai axit là axit linoleic C17H31COOH và axit linolenic C17H29COOH Số CTCT củacác trieste có thể của hai axit trên với glixerol là

A 3 B 4 C 5 D 6

Hướng dẫn:

Trong trieste các gốc axit có thể giống nhau hoặc khác nhau Vậy ta có cáctrường hợp:

- Trieste tạo thành từ một axit: có 2 công thức

- Trieste tạo từ 2 gốc axit linoleic C17H31COOH và 1 gốc axit linolenic

C17H29COOH : có 2 công thức

- Trieste tạo từ 1 gốc axit linoleic C17H31COOH và 2 gốc axit linolenic

C17H29COOH : có 2 công thức

Vậy có 6 CT của este ⇒ Chọn D

Câu 4[3]: Khi đun nóng glixerin với hỗn hợp 2 axit béo C17H35COOH và

C17H33COOH để thu chất béo có thành phần chứa 2 gốc axit của 2 axit trên SốCTCT có thể có của chất béo là

2.3.2 Dạng 2: Bài tập tính lượng chất trong phản ứng xà phòng hóa

Phương trình hóa học của phản ứng xà phòng hóa:

OH RCOOH + − → − +

O H OH

n = − = 2

Bài tập minh họa

Câu 1[4]: Khi cho 178 kg chất béo trung tính phản ứng vừa đủ với 120 kg dung

dịch NaOH 20%, giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn Khối lượng (kg) xà phòng thuđược là

Hướng dẫn:

nNaOH = 0,6 kmol → nglixerol = 0,2 mol ⇒ mglixerol = 18,4 kg

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

mcb + mOH− = mxp + mglixerol

m xàphòng =178 + 120.20% - 18,4 = 183,6 kg => Chọn B.

Câu 2[3]: Đun nóng 4,03 kg tripamitin với lượng dư dung dịch NaOH Khối lượng

(kg) xà phòng 72% muối natri panmitat thu được là

Hướng dẫn:

ntripanmitin = 5.10-3kmol = nglixerol⇒ mglixerol = 0,46 kg

nNaOH = 15.10-3kmol ⇒ mNaOH = 0,6 kg

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mcb + mOH− = mxp + mglixerol

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

Cứ 1 mol chất béo phản ứng thì khối lượng muối tăng lên: 23.3 – 41 = 28g

Vậy 12,613mol chất béo phản ứng thì khối lượng muối tăng lên 353,164 g

Và khối lượng muối thu được là 10000 +353,164 = 10353,164g

Khối lượng xà phòng 72% là (10353,164.100): 72 = 14380g => Chọn B

Câu 4[4]: Thủy phân hoàn toàn một chất béo bằng dung dịch NaOH, sau phản ứng

thu được 2,78 gam C15H31COONa; m2 gam C17H31COONa và m3 gam

C17H35COONa Giá trị của m2 và m3 lần lượt là

A 3,02 gam và 3,05 gam B 6,04 gam và 6,12 gam.

C 3,02 gam và 3,06 gam D 3,05 gam và 3,09 gam.

Hướng dẫn:

nC15H31COONa = 0,01 mol = nC17H31COONa = nC17H35COONa

m2 = 3,02 gam; m3 =3,06 gam => Chọn C

Câu 5[4]: Đun sôi a gam một triglixrit X với dd KOH đến phản ứng hoàn toàn thu

được 0,92g glixerol và m gam hỗn hợp Y gồm muối của axit oleic với 3,18 gammuối của axit linoleic Công thức của X và giá trị của a là

A.(C17H31COO)2 C3H5OOCC17H33,8,41 gam

B (C17H33COO)2C3H5OOCC17H31,8,41 gam

C (C17H33COO)2C3H5OOCC17H31,4,81 gam

D (C17H31COO)2 C3H5OOCC17H33,4,81 gam

Hướng dẫn:

Theo bài ra: n glixerol = 0,01mol

TH1: Nếu triglixrit là (C17H31COO)2 C3H5OOCC17H33

(C 17 H 31 COO) 2 C 3 H 5 OOCC 17 H 33 + 3 KOH→ 2C 17 H 31 COOK + C 17 H 33 COOK + C 3 H 5 (OH) 3 0,02 0,01 0,01

Có khối lượng muối linoleat: 0,02 318 = 6,36g > 3,18 : loại

TH2: Nếu triglixrit là (C17H33COO)2 C3H5OOCC17H31

(C 17 H 33 COO) 2 C 3 H 5 OOCC 17 H 31 + 3 KOH→ 2C 17 H 33 COOK + C 17 H 31 COOK + C 3 H 5 (OH) 3 0,01 0,02 0,01 0,01(Thỏa mãn) a= 0,01.841 = 8,41g => Chọn B

Câu 6[2]: Trong chất béo luôn có một lượng axit béo tự do Khi thủy phân hoàn toàn

2,145 kg chất béo cần dùng 0,3 kg NaOH, thu được 0,092 kg glixerol và m (kg) hỗnhợp muối natri Giá trị của m là

Hướng dẫn:

Theo bài ra: nNaOH =7,5 mol; nglixerol = 1mol

⇒ nNaOH phản ứng với axit dư = 4,5 mol = nH2O ⇒ mH2O = 0,081 kg

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với 2 phương trình trung hòa axit béo và

xà phòng hóa chất béo ta có:

2,145 + 0,3 = m muối + 0,092 + 0,081 ⇒ mmuói = 2,272 kg ⇒ Chọn C

2.3.3 Dạng 3: Bài tập về chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng hóa và chỉ số

iot của chất béo.

Các khái niệm về chỉ số của chất béo và phương pháp giải gồm các dạng sau

2.3.3.1.Chỉ số axit của chất béo

Khái niệm về chỉ số axit: là số mg KOH cần dùng để trung hòa axit béo tự do

có trong 1 gam chất béo

Vậy để tính được chỉ số axit ta có công thức:

Chỉ số axit = mKOH trung hòaaxit dư

Bài tập minh họa

Câu 1 [6]: Để trung hòa hết lượng axit tự do có trong 5,6 g chất béo, người ta dùng

hết 5 ml dd KOH 0,1M chỉ số axit của chất béo là

⇒ nKOH = nNaOH = 0,525.10-3 mol ⇒ mNaOH = 0,021 gam =>Chọn B

Câu 3[7]: Chỉ số axit của một loại chất béo chứa tristearin và axit béo stearic trong

đó có 89% tristearin là

A 21,69 B 7,2 C 168 D.175,49

Hướng dẫn:

Giả sử trong 1g chất béo có 0,89g tristearin còn 0,11g axit stearic

=> naxit = 0,11: 284 = 0,00038mol = nKOH

=> mKOH = 0,00038 56 = 0,02169g = 21,69mg

Vậy chỉ số a xit của chất béo = mKOH pư = 21,69 => Chọn A

Câu 4[3]: Xà phòng hóa 100 gam chất béo có chỉ số a xit bằng 7 cần a gam dung

dịch NaOH 25% thu được 9,43 gam glixerol và b gam muối natri Giá trị của a,b là

A 15,2 và 103,145 B 5,12 và 10,3145

C 51,2 và 103,145 D 51,2 và 10,3145

Hướng dẫn:

Vì chỉ số a xit bằng 7 => nNaOH =0,0125mol;

n glixerol = 0,1025mol ⇒ nNaOH = 0,3075 mol

mdd NaOH= ((0,3075 + 0,0125).40.100)/25 = 51,2g

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : mmuối = mchất béo + mNaOH - mglixerol - mnước

mmuối = 100 + 0,32.40 – 9,43 – 0,0125.18 = 103,145g => Chọn C

2.3.3.2 Chỉ số este của chất béo

Khái niệm: Chỉ số este là số miligam KOH dùng để xà phòng hóa hết lượngtriglixerit có trong 1 gam chất béo

Vậy chỉ số este có thể được tính theo công thức

Chỉ số este =

cb

KOH m

mg

m ( )

(mKOH tham gia phản ứng xà phòng hóa triglixerit )

Nếu bài cho phần trăm về khối lượng các chất có trong chất béo, ta quy khốilượng chất béo là 1 gam Khi đó:

Chỉ số este = mKOH pư vớitrigixerit

Bài tập minh họa

Câu 1: Một loại chất béo chứa 89% tristearin Chỉ số este của chất béo trên là

A 168 B 186 C 196 D 169

Hướng dẫn:

Trong 1 gam chất béo có 0,89 gam tristearin

ntristearin = 0,001 mol ⇒ nKOH = 0,003 mol ⇒ mKOH = 168 mg ⇒ Chọn A

Câu 2[1]: Một loại chất béo có chỉ số axit bằng 7 Biết rằng trong thành phần của

chất béo gồm thành phần chính là tripanmitin và một lượng dư axit panmitic Chỉ

số este của chất béo là

A 205,6 B 201,6 C 196,5 D 220,9

Hướng dẫn:

Xét trong 1 gam chất béo

Chỉ số axit = 7 ⇒ mKOH phản ứng với axit = 7 mg ⇒ nKOH =naxit = 0,125.10-3mol

⇒ m axit = 0,032 gam ⇒ mtripanmitin = 0,968 gam ⇒ ntripanmitin = 1,2.10-3mol

⇒ nKOH phản ứng với tripanmitin= 3,6.10-3mol ⇒ mKOH =201,6 mg

Vậy chỉ số este = 201,6 Chọn B

3.3.3 Chỉ số xà phòng hóa của chất béo.

Khái niệm: Chỉ số xà phòng hóa là số miligam KOH cần dùng để xà phònghóa hết lượng triglixerit và trung hòa axit béo tự do (tức xà phòng hóa hoàn toàn)

có trong 1 gam chất béo

Vậy chỉ số xà phòng hóa có thể được tính theo công thức

Chỉ số xà phòng hóa =

cb

KOH m

mg

m ( )