Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trongquá trình ôn thi học sinh giỏi, ôn thi Đại học - Cao đẳng; Tôi thấy các dạng bàitập định tính, định lượng về chất bé
Trang 12.4.1 Nâng cao hiệu quả giải bài tập chất béo 04.
2.4.1.1.2 Tính chất vật lý và phân loại chất béo 04.
Dạng 1: Đặc điểm cấu tạo của triglyxerit 06 Dạng 2: Chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng, chỉ số Iot 08 Dạng 3: Bài tập xà phòng hóa chất béo 12 Dạng 4: Bài tập tổng hợp liên quan chất béo 15 2.4.2 Nâng cao hiệu quả sử dụng chất béo trong đời sống 16.
Trang 2PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ.
1.1 Lý do chọn đề tài.
Hóa Học là môn khoa học thực nghiệm, giữa kiến thức lý thuyết gắn liền vớithực nghiệm để kiểm chứng Cũng giống như các môn học khác sau khi đượcnghiên cứu về lý thuyết là vận dụng vào giải các bài tập nhằm củng cố lại kiếnthức lý thuyết Mặt khác, các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập lại khôngđược phân dạng cụ thể, đây là vấn đề làm cho học sinh “lúng túng”, cũng như “ngại” làm bài tập tính toán Vì vậy, xây dựng một phương pháp, đưa phươngpháp vào nội dung kiến thức để khi các em học sinh tiếp thu được và vận dụng
có hiệu quả nhất là một thành công nhất định của Thầy cô trực tiếp giảng dạy Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trongquá trình ôn thi học sinh giỏi, ôn thi Đại học - Cao đẳng; Tôi thấy các dạng bàitập định tính, định lượng về chất béo là phần bài tập hay, quan trọng luôn xuấthiện trong các kì thi học sinh giỏi, kì thi quốc gia
Môn Hóa Học ở trường THPT giữ một vai trò quan trọng trong việc hìnhthành và phát triển trí dục của học sinh Môn hóa học là bộ môn khoa học gắnliền với tự nhiên, đời sống của con người Việc học tốt bộ môn hóa học trongnhà trường sẽ giúp học sinh hiểu được rõ về cuộc sống, những biến đổi vật chấttrong cuộc sống hàng ngày khỏi bỡ ngỡ trong các tình huống gặp phải trong tựnhiên, cũng như trong cuộc sống Từ đó lý giải cơ bản được các hiện tượng, biết
+ Giúp học sinh nghiên cứu cơ sở lý thuyết cơ bản về: Chất béo, vai trò và sử
dụng chất béo trong đời sống Đồng thời tìm hiểu vai trò, cách vận dụng và kếthợp nội dung các định luật hóa học: Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng
Để giải quyết các dạng bài tập về Chất béo Từ đó phát triển tư duy, sáng tạo,tránh được những lúng túng, sai lầm, tiết kiệm thời gian làm bài và nâng cao kếtquả trong học tập, trong các kỳ thi
+ Giúp chúng ta hiểu cơ bản về vai trò chất béo, sử dụng hiệu quả chất béo
và các hiểu biết cơ ban về vệ sinh an toàn thực phẩm trong đời sống
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
+ Tổng quan về chất béo Hệ thống hóa, phân loại cơ bản dạng bài tập Chấtbéo và đưa ra phương pháp giải nâng cao hiệu quả trong học tập của học sinh + Xác định vai trò chất béo và nêu ra một số biện pháp cơ bản nâng cao hiệuquả sử dụng chất béo trong đời sống
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của giảng dạy bài toán hóa học trong nhà trường
- Phương pháp quan sát giáo dục
- Nghiên cứu tài liệu, Internet, sách giáo khoa, tham khảo, các đề thi
Trang 3- Thực nghiệm: Thống kê toán học và xử lý kết quả thực nghiệm.
PHẦN 2: NỘI DUNG.
2.1 Cơ sở lý luận.
Để hình thành được kỹ năng giải nhanh bài tập hóa học thì ngoài việc giúp
học sinh nắm được bản chất của quá trình phản ứng thì giáo viên phải hình thànhcho học sinh một phương pháp giải nhanh bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tưduy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài
Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toánhóa học là yêu cầu hàng đầu của người học, yêu cầu tìm ra được phương phápgiải toán một cách nhanh nhất, không những giúp người học tiết kiệm được thờigian làm bài mà còn rèn luyện được tư duy và năng lực phát hiện vấn đề củangười học
Môn hóa học là bộ môn khoa học gắn liền với tự nhiên, đời sống của conngười Việc học tốt bộ môn hóa học trong nhà trường sẽ giúp học sinh hiểu được
rõ về cuộc sống, những biến đổi vật chất trong cuộc sống hàng ngày
Hóa học và công nghiệp hóa học với những thành tựu to lớn, những phátminh đa dạng mới mẻ đã và đang góp phần phát triển sản xuất, tăng năng suất,chất lượng sản phẩm, góp phần làm cho cho cuộc sống vật chất và tinh thần củacon người càng phong phú, càng được nâng cao Song, mặt trái của sự phát triển
ấy cũng tạo ra những ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng đối với cuộc sốngchúng ta như: Mất vệ sinh an toàn thực phẩm, môi trường ô nhiễm – vấn đềnhức nhối của toàn xã hội, của cả thế giới
2.2.2 Kết quả
Với thực trạng đó làm ảnh hưởng không nhỏ tới kết quả học tập cũng nhưtrong các kì thi, học sinh thường mất điểm dạng các câu hỏi thuộc phần nàyhoặc làm được dạng câu hỏi này thì mất rất nhiều thời gian dẫn đến kết quả đạt được không cao
Trong đời sống, rất nhiều học sinh thiếu các kiến thức cơ bản về sử dụng, lựachọn cũng như sử dụng sản phẩm từ chất béo Nhờ những ứng dụng thực tiễncủa chất béo tạo cho học sinh hứng thú với việc nghiên cứu, tìm tòi thông tinliên quan Từ đó giúp cho học sinh tự nâng cao được kiến thức về chất béo
Do đó, tôi đã chọn xây dựng đề tài “Nâng cao hiệu quả giải bài tập chất béo
và sử dụng chất béo trong đời sống” với mục đích giúp học sinh nhận dạng bài
toán và giải bài toán một cách nhanh nhất nhưng cũng được lập luận chặt chẽ
Trang 3
Trang 4Do khuôn khổ của đề tài có hạn nên đề tài Tôi chỉ đề cập đến việc vận dụng
và kết hợp: Định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối Để giải một số dạng bài tập về chất béo trong chương trình THPT Và giới thiệu một số các kiến thức
cơ bản sử dụng hiệu quả chất béo
2.3.2 Cách tiến hành.
- Trong đề tài này tôi trình bày hai phần:
* Phần A: Nâng cao hiệu quả giải bài tập chất béo
- Với các dạng bài tập cơ bản như sau:
Dạng 1: Đặc điểm cấu tạo của triglixerit
Dạng 2: Xác định: Chỉ số axt, chỉ số este, chỉ số xà phòng và chỉ số iot của chất béo
Dạng 3: Bài tập xà phòng hóa chất béo.
Dạng 4: Bài tập tổng hợp liên quan đến chất béo
* Phần B: Nâng cao hiệu quả sử dụng chất béo trong đời sống
2.4 Giải pháp và tổ chức thực hiện.
2.4.1 Nâng cao hiệu quả giải bài tập chất béo.
2.4.1.1 Tổng quan về chất béo.
2.4.1.1.1 Khái niệm về chất béo.
Chất béo là trieste của glixerol với axit béo, gọi chung là triglixerit hay là
triaxylglixerol
* CTCT chung của chất béo:
R1, R2, R3 là gốc hiđrocacbon của axit béo, có thể giống hoặc khác nhau
* Axit béo là axit đơn chức có số cacbon chẵn (thường từ 12C đến 24C), mạch
C dài, không phân nhánh, có thể no hoặc không no
+ Các axit béo thường gặp:
- Loại no:
C17H35COOH: axit stearic C15H31COOH: axit panmitic
- Loại không no:
C17H33COOH: axit oleic C17H31COOH: axit linoleic
2.4.1.1.2 Tính chất vật lí và phân loại chất béo
2.4.1.1.2.1 Tính chất vật lí:
- Ở điều kiện thường, chất béo ở trạng thái lỏng hoặc rắn
- Chất béo không tan trong nước Tan tốt trong dung môi hữu cơ như: nước xàphòng, benzen, Chất béo nhẹ hơn nước
2.4.1.1.2.2 Phân loại:
Trang 5+ Các triglixerit chứa gốc axit béo đều no thường là chất rắn ở điều kiện
thường Còn gọi là chất béo rắn(mỡ, bơ nhân tạo, ).
- Nghĩa là: Các gốc 1 2 3
, ,
+ Các triglixerit chứa gốc axit béo không no thường là chất lỏng ở điều kiện
thường Còn gọi là chất béo lỏng(dầu ăn, ).
- Nghĩa là:Một trong các gốcR R R1 , 2 , 3 không no thì chất béo thuộc chất béo lỏng
a Thủy phân trong môi trường axit:
- Đặc điểm của phản ứng: phản ứng thuận nghịch
b Thủy phân trong môi trường kiềm(Xà phòng hóa):
- Đặc điểm của phản ứng: phản ứng một chiều
* Muối thu được của phản ứng là thành phần chính của xà phòng.
* chú ý: (1)Khi thủy phân chất béo luôn thu được glixerol.
(2)Sơ đồ thủy phân chất béo trong dung dịch kiềm:
Triglixerit + 3OH t o
Muối + Glixerol.
n OH 3n glixerol 3n triglixerit
2.4.1.1.3.2 Phản ứng cộng(Đối với chất béo lỏng):
a Cộng H 2 : Biến chất béo lỏng thành chất béo rắn.
VD:
0 , ,
Trang 62.4.1.2 Các dạng cơ bản bài tạp chất béo
Dạng 1: Đặc điểm cấu tạo của triglixerit.
* CTCT chung của chất béo:
R1, R2, R3 là gốc hiđrocacbon của axit béo, có thể giống hoặc khác nhau
* Loại bài tập: Tìm số chất béo (triglixerit) tạo thành từ glixerol và các axit béo
- Khi cho glixerol + n(nN*) axit béo thì số loại triglixerit được xác định:
Bài 1: Trích đề thi ĐH – CĐ khối B – 2007: Cho glixerol phản ứng với hỗn hợp
axit béo gồm C17H35COOH và C15H31COOH Số loại trieste được tạo ra là
C15H3 1
2
COO C H COO C H COO CH
C17H3 5
C15H3 1
Bài 2: Có tối đa bao nhiêu chất béo tạo thành khi đun nóng glixerol với 4 loại
axit béo khác nhau?
Trang 7Hướng dẫn giải
- Với loại câu này ta không nên viết công thức rồi đếm như bài 1 Vì số lượng
công thức thu được nhiều
- Áp dụng:
+ Với 4 loại axit béo khác nhau, ta có n = 4
+ Số loại trieste được tạo = n + 4. 2
Bài 3:Trích đề thi THPT QG – 2015: Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ nào sau
đây thu được sản phẩm có chứa N2?
Bài 4: Triolein không tác dụng với chất (hoặc dung dịch) nào sau đây?
A Khí H2 (xúc tác Ni nung nóng) B Kim loại Na
C Dung dịch KOH (đun nóng) D Dung dich Brom
Hướng dẫn giải
- Triolein có công thức cấu tạo: (C17H33COO)3C3H5 Vậy:
+ Gốc C17H33- là gốc không no(tức là có liên kết ) nên có phản ứng cộng H2,
Br2 dung dịch(Brom mất màu)
+ Trioleinloại este nên có phản ứng thủy phân trong môi trường axit và kiềm.Nên triolein tác dụng với dung dịch KOH
Câu 1: Trích đề thi THPT QG – 2015: Chất béo là trieste của axit béo với
A ancol etylic B ancol metylic C etylen glicol D glixerol
Trang 7
Trang 8Trolein+H2 d (Ni,to) X NaOH d ,t o Y +HCl Z
Câu 2: Có tối đa bao nhiêu chất béo tạo thành khi đun nóng glixerol với hỗn hợp
axit béo gồm C17H35COOH, C15H31COOH và C17H33COOH mà thủy phân chúng trong môi trường kiềm thu được ít nhất hai muối là
Câu 3: Trích đề thi ĐH – CĐ khối B - 2013: Phát biểu nào sau đây không
đúng?
A Chất béo là trieste của etylen glicol với các axit béo
B Các chất béo thường không tan trong nước và nhẹ hơn nước
C Triolein có khả năng tham gia phản ứng cộng hiđro (to, xúc tác Ni)
D Chất béo bị thủy phân khi đun nóng trong dung dịch kiềm
Câu 4: Khi xà phòng hóa tristearin ta thu được sản phẩm là
A C15H31COONa và etanol B C17H35COOH và glixerol
C C15H31COOH và glixerol D C17H35COONa và glixerol
Câu 5: Trích đề thi ĐH – CĐ khối B - 2013: Cho sơ đồ chuyển hóa:
Dạng 2: Chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng và chỉ số iot của chất béo
* Loại 1: Chỉ số axit của chất béo.
- Để làm tốt loại bài tập này cần nắm vững nội dung sau:
(1) Axit béo thuộc axit đơn chức.
(2) Chỉ số axit là số miligam KOH cần thiết để trung hòa các axit tự do có trongmột gam chất béo
* Tính cho 1 gam chất béo:
+ naxit béo = n OH Chỉ số axit =
axitbe o KOH cha tbe o cha tbe o
+ Đơn vị naxit béo = nKOH = n OH =Vml.CM (mili mol↔m.mol)
* Ý nghĩa của chỉ số axit: Chỉ số axit cho biết độ tươi của chất béo Chỉ số này
càng cao thì chất béo càng không tốt, đã bị phân hủy hay bị oxi hóa một phần
Bài 1: Trích đề thi CĐ khối B – 2007: Để trung hoà lượng axit tự do có trong 14
gam một mẫu chất béo cần 15ml dung dịch KOH 0,1M Chỉ số axit của mẫuchất béo trên là
Hướng dẫn giải
Ta có: n KOH 15*0,1 1,5 m mol
Trang 9Áp dụng công thức [1.1] Chỉ số axit
ˆ
*56
KOH cha tbe o
n
=1,5*56 6
14 Đáp án: C
Bài 2: Để trung hoà lượng axit tự do có trong 100 gam chất béo cần 500 ml
dung dịch NaOH 0,1M Chỉ số axit của mẫu chất béo trên là
Hướng dẫn giải
- Phải chú ý trong bài toán này: Dùng dung dịch NaOH.
Ta có: n KOH n NaOH 500*0,1 50 m mol
Áp dụng công thức [1.1] Chỉ số axit
ˆ
*56
KOH cha tbe o
m Ba OH( ) 2 1,5*171 256,5 mg 0, 2565g Đáp án: A.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Trích đề thi CĐ khối A – 2010: Để trung hoà 15 gam một loại chất béo
có chỉ số axit bằng 7, cần dùng dung dịch chứa a gam NaOH Giá trị của a là
Hãy cho biết mẫu chất béo nào tốt hơn?
Đáp án: Mẫu chất béo B tốt hơn mẫu A.
* Loại 2: Chỉ số este của chất béo.
- Để làm tốt loại bài tập này cần nắm vững nội dung sau:
Trang 9
Trang 10(1) Este của chất béo là triglixerit thuộc trieste (este ba chức).
(2) Chỉ số este là số miligam KOH cần thiết để thủy phân hoàn toàn lượng este
có trong một gam chất béo
* Tính cho 1 gam chất béo:
+ ntriglixerit = nglixerol; nKOH = n OH =3 ntriglixerit
Chỉ số este =
*56 triglixerit KOH
cha tbe o cha tbe o
n n
m m [1.2]
+ Đơn vị nKOH = n OH =Vml.CM (mili mol↔m.mol)
Bài 1:Chỉ số este của một loại chất béo chứa 88,4% triolein là
Hướng dẫn giải
- Công thức triolein: (C17H33COO)3C3H5 có M = 884
- Khối lượng chất béo: 1g
m(C H COO) C H 17 33 3 3 5 1*88, 4% 0,884 ; g n(C H COO) C H 17 33 3 3 5 0,001mol 1 m mol
Áp dụng công thức [1.2]: Chỉ số este = 3*1*56 = 168
Đáp án: B.
Bài 2: Một loại chất béo X có chứa 22,25% tristearin và 40,3% tripanmitin về
khối lượng Chỉ số của chất béo X là
dịch KOH 1M Chỉ số este của chất béo Y bằng:
Đáp án: B.
Câu 2: Một loại chất béo X có chứa 44,5% tristearin và 40,3% tripanmitin về
khối lượng Chỉ số của chất béo X là
Đáp án: C.
* Loại 3: Chỉ số xà phòng của chất béo.
- Để làm tốt loại bài tập này cần nắm vững nội dung sau:
(1) Chỉ số xà phòng là số miligam KOH cần thiết để trung hòa các axit tự do vàthủy phân hoàn toàn lượng este có trong một gam chất béo
(2) Chỉ số xà phòng = Chỉ số axit + chỉ số este.
Trang 11(3) Chỉ số xà phòng =
ˆ
KOH cha tbe o
m
2,5 Đáp án: D
Bài 2: Một loại chất béo có chỉ số xà phòng là 189 chỉ chứa axit stearic và
tristearin Để trung hòa axit tự do có trong 100 gam chất béo trên cần Vml dungdịch NaOH 0,05M Tìm giá trị của V:
Mặt khác, khi xà phòng hóa 5,04 gam chất béo A thu được 0,53 gam glixerol.Chỉ số xà phòng và axit của chất béo A lần lượt là
Đáp án: A
Câu 2: Một loại chất béo B có chứa 89% tristearin; 9,6% axit panmitic về khối
lượng(còn lại là tạp chất) Chỉ số xà phòng của loại chất béo trên bằng:
Đáp án: C
* Loại 4: Chỉ số iot của chất béo.
- Để làm tốt loại bài tập này cần nắm vững nội dung sau:
+ Chỉ số Iot của chất béo là số gam Iot cần cộng vào liên kết trong mạch Ccủa 100 gam chất béo
Chỉ số Iot = 2
ˆ
*100
I cha tbe o
Trang 12 Chất béo rắn (chất béo no) có chỉ số Iot = 0.
- Cơ bản bài tập loại nay có phương pháp giải quyết như các dạng trên Ví dụ:
Bài tập: Một loại chất béo chỉ chứa triolein và axit oleic có chỉ số axit bằng 7.
Tìm chỉ số Iot của chất béo trên
Hướng dẫn giải
- Triolein: (C17H33COO)3C3H5 (M = 884, có 3 liên kết )
axit oleic: C17H33COOH (M = 282, có 1 liên kết )
- Coi khối lượng chất béo nay là 100 gam Vậy với chỉ số axit bằng 7, ta có:
=0,34082*254*100 86,56828
BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1:Số gam Iot cần cộng vào liên kết trong mạch C có trong 12 gam chấtbéo X là 5,08 gam Chỉ số của chất béo:
Đáp án: B
Câu 2: Một mẫu chất béo gồm có trilinolein và tristearin còn lại là tạp chất có
chỉ số Iot bằng 38,1 Phần trăm khối lượng tristearin có trong mẫu chất béo trênlà
Dạng 3: Bài tập xà phòng hóa chất béo.
- Để làm tốt loại bài tập này cần nắm vững nội dung sau:
(1) Este của chất béo là triglixerit thuộc trieste (este ba chức).
(2) Axit béo thuộc loại axit đơn chức
(3) Công thức chất béo rắn: (CnH2n+1COO)3C3H5 = C3n+6H6n+8O6
Hay: CxH2x-4O6 Với x = 3n + 8
CTPT tổng quát của chất béo: CxH2x-4-2kO6
Với n: Chỉ số C; k là số liên kết
(4) Với chất béo trung tính(chất béo không có chỉ số axit) khi xà phòng hóa:
Ta có: (RCOO C H) 3 3 5 3MOH 3RCOOM C H OH 3 5 ( ) 3
ĐLBTKL: mchất béo + mMOH = mmuối + mglixerol
+ ntriglixerit = nglixerol; nKOH =3 ntriglixerit = 3nglixerol
(5) Với chất béo có chỉ số axit khi xà phòng hóa:
- Coi chất béo là hỗn hợp gồm axit đơn chức và trieste:
Ta có: RCOOH + MOH RCOOM + H2O