Quá trình xà phòng hóa – Từ phản ứng hóa học đến sản xuất xà phòng

Quá trình xà phòng hóa – Từ phản ứng hóa học đến sản xuất xà phòng1. Xà phòng hóa là gì?
Xà phòng hóa ester được biết đến là một quá trình thủy phân ester được thực hiện trong môi trường kiềm tạo ra muối cacboxylat và alcohol. Khi xà phòng hóa, ta cần đặt chất béo ở dạng rắn vào dụng cụ đựng (được làm bằng chất liệu thủy tinh) có chứa dung dịch natri hydroxide.
Sau đó, dùng nhiệt để đun nóng chúng trong khoảng thời gian là 30 phút, trong lúc đun, bạn cần liên tục khuấy đều hỗn hợp này. Sau đó để nguội, ta sẽ thu được hỗn hợp đồng nhất, . Tiếp tục đổ thêm dung dịch natri chloride bão hòa (khoảng từ 10 cho đến 15ml) vào trong hỗn hợp đã để nguội. Khuấy nhẹ để đẩy nhanh quá trình phản ứng giữa các chất, chờ một lúc để xuất hiện lớp chất rắn.
Lớp chất rắn xuất hiện và nổi lềnh bềnh bên trên hỗn hợp chính là muối natri của axit béo. Quá trình này có thể được thể hiện thông qua phương trình như sau:
(CH3[CH2]16COO)3 C3H5 + 3 NaOH -> 3 CH3[CH2]16COONa + C3H5(OH)3
Kết quả của quá trình này sẽ tạo nên xà phòng, đây cũng là nguyên nhân khiến hiện tượng này được gọi là hiện tượng xà phòng hóa. Phản ứng này sẽ có một đặc điểm là khối lượng chất rắn sau phản ứng sẽ bằng tổng khối lượng muối và kiềm dư.

2. Các chỉ số quan trọng của xà phòng hóa chất béo
Đây là phản ứng xảy ra giữa chất béo và một số dung dịch kiềm như là NaOH hay KOH. Quá trình này sẽ dẫn đến việc sản sinh ra chất glixerol cùng với hỗn hợp muối Na/K. Phản ứng không thuận nghịch này sẽ tạo nên hỗn hợp muối hay còn được gọi là xà phòng. Trong phản ứng xà phòng hóa chất béo, bạn cần chú ý đến một số chỉ số chất béo như sau:
Chỉ số acid: Được dùng để xác định khi trung hòa axit béo tự do được chứa trong 1g chất béo thì ta sẽ cần dùng đến bao nhiêu mg KOH.
Chỉ số xà phòng hóa: Dùng để xác định lượng KOH cần dùng để tiến hành phản ứng xà phòng hóa đối với glixerit cũng như trung hòa những axit béo tự do xuất hiện bên trong 1g chất béo.
Chỉ số I2: Giúp xác định 100g chất béo không no thì cần phải dùng đến bao nhiêu mg I2.
Chỉ số ester: Xác định số mg KOH cần có để thực hiện phản ứng với glixerit bên trong 1g chất béo, nói chính xác hơn thì nó là hiệu số giữa hai chỉ số bao gồm chỉ số axit và chỉ số xà phòng hóa.
3. Phản ứng xà phòng hóa este có đặc điểm gì cần lưu ý?
Khi thực hiện phản ứng xà phòng hóa este, chúng sẽ có một số điểm đặc biệt cần lưu ý như sau:
Ester của alcohol có một đặc điểm là không bền nên khi thực hiện quá trình phản ứng nó sẽ có một số điểm khác biệt nhất định. Kết thúc phản ứng, ta sẽ thu được muối cùng ancol, tuy nhiên chúng sẽ nhanh chóng biến đổi thành andehit hoặc xeton.
Ester đơn chức của phenol khi thực hiện phản ứng này sẽ diễn ra theo tỷ lệ là 1:2 và kết thúc phản ứng sẽ tạo nên nước và hai muối khác nhau.
Phản ứng được tạo nên từ este vòng sẽ chỉ sản sinh ra một sản phẩm. Lúc này, khối lượng este cộng với khối lượng kiềm phản ứng sẽ được khối lượng sản phẩm cuối cùng.
Đối với ester đơn chức mạch hở, khi nó phản ứng với hợp chất NaOH sẽ được sản phẩm là muối. Lượng muối này nếu lớn hơn so với lượng este thì công thức hóa học của chất este này sẽ là RCOOCH3.

4. Ứng dụng của xà phòng hóa
Phản ứng này sẽ khiến độ căng của bề mặt nước giảm đi đáng kể, giúp cho nước có khả năng di chuyển lan rộng sang nhiều khu vực khác nhau hơn và loại bỏ những vết dầu nhớt, vết bẩn,... Tính chất này được thể hiện rõ qua một số ứng dụng thực tế của hiện tượng xà phòng hóa như sau:

• Vệ sinh cá nhân: Những dòng sản phẩm làm sạch thường ngày như sữa tắm, dầu gội, nước rửa tay,... đều được tạo thành từ phản ứng này.
• Rửa bát: Những vết dầu mỡ bám chặt vào chén bát luôn là nỗi ám ảnh của nhiều bà nội trợ, nhưng nhờ xà phòng thì vấn đề này đã không còn to tát nữa.
• Vệ sinh nhà ở: Xà phòng được ứng dụng rộng rãi vào việc vệ sinh nhà cửa như là vệ sinh bồn cầu, làm sạch sàn nhà, lau kính,...
• Công nghiệp: Phản ứng xà phòng hóa còn được tận dụng trong việc sản xuất dầu mỏ, các loại giấy cùng một số hóa chất khác,...

Phản ứng xà phòng hóa ester này tuy đơn giản nhưng mang lại nhiều ứng dụng vượt trội trong đời sống xã hội. Chúng đang trở thành một trong những thành phần quan trọng trong việc sản phẩm mỹ phẩm, chất tẩy rửa, sản phẩm làm đẹp.