10. Một nhà máy sản xuất xà phòng bằng phản ứng xà phòng hóa chất béo với dung dịch NaOH. Hãy: (a) mô tả thành phần và cấu tạo hóa học của chất béo; (b) trình bày cơ chế phản ứng xà phòng hóa; (c) nêu...

(a) **Thành phần và cấu tạo hóa học của chất béo:** Chất béo chủ yếu là trieste của glycerol và các axit béo. Cấu trúc của chất béo thường có công thức chung là RCOO-CH2-CH(OH)-CH2-COOR', trong đó R và R' là chuỗi hydrocarbon của các axit béo. Chất béo có thể là mỡ động vật (ví dụ: mỡ lợn, mỡ bò) hoặc dầu thực vật (ví dụ: dầu ô liu, dầu dừa). (b) **Cơ chế phản ứng xà phòng hóa:** Phản ứng xà phòng hóa xảy ra khi chất béo (triglycerid) phản ứng với dung dịch NaOH. Phản ứng này là một phản ứng thủy phân, trong đó glycerol và muối natri của axit béo được tạo ra. Phản ứng tổng quát có thể viết như sau: \[ \text{Tristearin} + 3 \text{NaOH} \rightarrow \text{Glycerol} + 3 \text{Natri Stearat} \] Phản ứng này diễn ra trong môi trường nước và có thể được xúc tác bằng nhiệt. (c) **Tính chất của sản phẩm thu được:** Sản phẩm thu được từ phản ứng xà phòng hóa là glycerol và xà phòng (muối natri của axit béo). Xà phòng có tính chất như sau: - Có khả năng hòa tan trong nước. - Có khả năng làm sạch do tính chất phân cực của phân tử xà phòng. - Có thể tạo bọt và có mùi hương dễ chịu (tùy thuộc vào thành phần axit béo). (d) **Nguyên lý tẩy rửa của xà phòng ở mức phân tử:** Xà phòng có cấu trúc phân tử đặc biệt với một đầu ưa nước (phân cực) và một đầu kị nước (không phân cực). Khi xà phòng tiếp xúc với bề mặt bẩn, đầu kị nước bám vào dầu mỡ hoặc bụi bẩn, còn đầu ưa nước hòa tan trong nước. Điều này giúp hòa tan và loại bỏ các chất bẩn ra khỏi bề mặt. (e) **Vai trò của xà phòng trong đời sống và công nghiệp:** Xà phòng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: - Tẩy rửa và vệ sinh cá nhân (xà phòng tắm, xà phòng rửa tay). - Tẩy rửa trong công nghiệp (xà phòng công nghiệp, xà phòng cho máy giặt). - Trong sản xuất mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc da. (f) **So sánh ưu, nhược điểm của xà phòng với chất tẩy rửa tổng hợp:** - **Ưu điểm của xà phòng:** - Từ thiên nhiên, an toàn cho sức khỏe. - Khả năng phân hủy sinh học cao. - **Nhược điểm của xà phòng:** - Hiệu quả tẩy rửa kém trong nước cứng (có chứa ion canxi, magiê). - Dễ bị ảnh hưởng bởi pH và nhiệt độ. - **Ưu điểm của chất tẩy rửa tổng hợp:** - Hiệu quả tẩy rửa tốt hơn trong nước cứng. - Có thể điều chỉnh tính chất hóa học để phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. - **Nhược điểm của chất tẩy rửa tổng hợp:** - Có thể chứa hóa chất độc hại, gây hại cho môi trường. - Khó phân hủy sinh học, gây ô nhiễm nước. Tóm lại, xà phòng và chất tẩy rửa tổng hợp đều có vai trò quan trọng trong đời sống, nhưng cần lựa chọn và sử dụng hợp lý để bảo vệ sức khỏe và môi trường.