30 bài tập Khoa học tự nhiên 9 Lipid và chất béo có lời giải ( Phần 1)

– Thực phẩm giàu chất béo như dầu ăn, thịt bò, lạc, mỡ lợn, mỡ cá, dầu dừa, dầu mè, ……

– Chất béo là thành phần chính của dầu, mỡ trong thực vật, động vật. Chất béo được tích lũy trong các mô mỡ làm nguồn dự trữ năng lượng quan trọng của cơ thể.

– Để có lợi cho sức khỏe, cần sử dụng chất béo một cách hợp lí:

+ Đảm bảo lượng chất béo cần thiết trong khẩu phần ăn hằng ngày phù hợp với lứa tuổi, giới tính và đặc thù nghề nghiệp.

+ Đảm bảo cân đối giữa tỉ lệ chất béo có nguồn gốc động vật và chất béo có nguồn gốc thực vật.

a) Trong tự nhiên, lipid có trong tế bào sống.

b) Lipid tan được trong các dung môi: dầu hỏa, benzene.

c) Lipid tham gia cấu tạo tế bào và là thành phần chính của màng tế bào.

– Chất béo là triester của glycerol với các acid béo. Chất béo đơn giản có công thức chung là (RCOO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$.

– Tính chất vật lí:

+ Ở điều kiện thường, chất béo có thể ở thể rắn (mỡ động vật, bơ) hoặc thể lỏng (dầu thực vật)

+ Chất béo không tan trong nước, tan trong một số dung môi hữu cơ (xăng, chloroform)

– Tính chất hóa học đặc trưng của chất béo là phản ứng xà phòng hóa chất béo thu được glycerol và muối của acid béo tương ứng.

– Lipid không phải chất béo vì lipid bao gồm một số hợp chất hữu cơ trong tế bào sống như chất béo, sáp ong, …

a) Lipid là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không tan trong nước, nhưng tan được trong một số dung môi hữu cơ như xăng, dầu hoả…

b) Một số loại lipid điển hình là chất béo (nguồn dự trữ năng lượng chính trong cơ thể và là thành phần chính của dầu thực vật và mỡ động vật), sáp (thường được tìm thấy trên bề mặt lá, thân cây, trái cây của nhiều loại thực vật và da, lông của một số loại động vật, giúp chống nước và một số tác động có hại từ môi trường ngoài)....

– Lipid là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, là thành phần không thể thiếu trong quá trình phát triển của sinh vật vì:

+ Cung cấp năng lượng cho cơ thể.

+ Tham gia cấu tạo màng tế bào.

+ Duy trì nhiệt độ cơ thể và bảo vệ cơ thể.

+ Thúc đẩy hấp thụ các vitamin tan trong chất béo.

– Tùy theo độ tuổi, cơ thể cần được cung cấp một lượng dầu và mỡ phù hợp vì nhu cầu dinh dưỡng và chức năng của cơ thể thay đổi theo thời gian và từng giai đoạn phát triển

– Lipid còn có những ứng dụng khác như: nguyên liệu sản xuất xà phòng, sản xuất chất dẻo, mỹ phẩm, dược phẩm, …

a) Chất béo không tan trong nước nhưng tan trong benzene, dầu hỏa.

b) Phản ứng xà phòng hóa là phản ứng thủy phân ester trong môi trường kiềm tạo ra glycerol và các muối của acid béo.

c) Phản ứng của chất béo với nước trong môi trường acid là phản ứng thủy phân nhưng không phải là phản ứng xà phòng hóa.

a) Chất béo không tan trong nước nhưng tan được trong xăng.

b) Công thức cấu tạo là:

c) Phương trình hóa học:

Sản phẩm: C$_{15}$H$_{31}$COONa, C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$.

Phương trình hóa học:

(C$_{15}$H$_{31}$COO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$ + 3NaOH 3C$_{15}$H$_{31}$COONa + C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$

Vì chất béo A khi thuỷ phân chỉ tạo ra hai muối của acid: Đó là C$_{17}$H$_{35}$COONa và C$_{15}$H$_{31}$COONa với tỉ lệ số mol tương ứng là 2:1. Vậy este A chứa hai gốc acid C$_{17}$H$_{35}$COO– và một gốc acid C$_{15}$H$_{31}$COO– nên cấu tạo của ester A là:

a)

– Dầu mỡ dùng làm thực phẩm là dẫn xuất hydrocarbon (là các ester của glycerol và các acid béo), trong phân tử có chứa C, H, O.

– Dầu mỡ dùng để bôi trơn máy là hydrocarbon, trong phân tử có chứa C, H.

b) Cách phân biệt: Đun hai loại với dung dịch kiềm. Chất tan được trong kiểm đó là dầu, mỡ dùng làm thực phẩm; chất không tan là dầu mỡ dùng để bôi trơn xe, máy.

Chất béo là thành phần chính của dầu trong thực vật và mỡ động vật.

– Dầu thực vật thường có nhiều ở hạt, củ, quả như lạc, dừa, ô liu, …

– Mỡ chủ yếu tập trung tại các mô mỡ trong cơ thể động vật.

a) Chất tan nhiều trong nước: C$_{2}$H$_{5}$OH, CH$_{3}$COOH

b) Chất có phản ứng thủy phân: CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$, (C$_{17}$H$_{35}$COO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$.

c) Chất có thể chuyển đổi trực tiếp cho nhau:

C$_{2}$H$_{5}$OH + O$_{2}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ CH$_{3}$COOH + H$_{2}$O

CH$_{3}$COOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}{\mathrm{SO}}_{4}(đ),\ {t}^{o}}{⇄}$CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

* Đối với nam

+ Lượng tối thiểu: 63. 30 = 1890 gam

+ Lượng tối đa: 94. 30 = 2820 gam

Tổng lượng chất béo cần thiết trong 1 tháng dao động từ 1890 – 2820 gam.

* Đối với nữ

+ Lượng tối thiểu: 53. 30 = 1590 gam

+ Lượng tối đa: 79. 30 = 2370 gam

Tổng lượng chất béo cần thiết trong 1 tháng dao động từ 1590 – 2370 gam.

– Để có lợi cho sức khỏe, cần sử dụng chất béo một cách hợp lí:

+ Đảm bảo lượng chất béo cần thiết trong khẩu phần ăn hằng ngày phù hợp với lứa tuổi, giới tính và đặc thù nghề nghiệp.

+ Đảm bảo cân đối giữa tỉ lệ chất béo có nguồn gốc động vật và chất béo có nguồn gốc thực vật.

Lipid giữ vai trò rất quan trọng trong cơ thể con người như tham gia cấu tạo màng tế bào, cung cấp năng lượng, giúp ổn định thân nhiệt cơ thể, tăng cường hoạt động trí não, … Lipid hòa tan được vitamin tan trong dầu như vitamin A, D, E, … giúp cơ thể hấp thu được các chất dinh dưỡng.

→ Do đó cần phảo đảm bảo đủ lượng lipid cho cơ thể.

a) Trong đời sống, người ta dùng chất béo sản xuất xà phòng, chế biến thực phẩm. Một số nước (Hoa Kì, Canada, …) tái chế dầu thực vật đã qua sử dụng để làm nhiên liệu cho động cơ diesel.

b) Một số sản phẩm trong đời sống được chế biến từ chất béo như xà phòng, đồ ăn chế biến sẵn giàu chất béo, …

– Dầu diesel sinh học chủ yếu bao gồm các ester alkyl của acid béo thu được từ các nguyên liệu khác nhau, như dầu thực vật, mỡ động vật và dầu ăn thải.

– Các sản phẩm mĩ phẩm như kem chống nắng, kem dưỡng da, … có chứa ceramide (là một loại chất béo có trong tế bào da) vì có những công dụng tuyệt vời như phục hồi và cải thiện hàng rào bảo vệ da, chống lại các tác nhân gây lão hóa làn da, điều trị các tình trạng da bị viêm, kích ứng; giúp làm mềm da, hạn chế tình trạng mất nước; …

– Trong dược phẩm, một số loại thuốc như thuốc giảm cân, thuốc hạ cholesterol,… có chứa chất béo. Chất béo được sử dụng giúp hấp thụ các hoạt chất dược phẩm một cách hiệu quả.

Để tẩy sạch vết dầu ăn dính vào quần áo, ta phải dùng các chất có thể hòa tan được dầu nhưng không phá hủy quần áo.

Xà phòng, cồn 96$^{o}$, xăng là những chất hòa tan được dầu và không làm hư hại quần áo nên có thể dùng. Giấm hòa tan được dầu ăn nhưng phá hủy quần áo nên không dùng, nước không hòa tan được dầu ăn nên không làm sạch được

a) Mùa đông trời lạnh nên dầu mỡ thường bị đóng váng bám vào thành chén bát khó rửa ra, cho nước nóng vào để mỡ tan, dễ rửa hơn.

b) Khi lạc bị ép, màng tế bào bị rách và co lại, đồng thời dầu chảy ra. Sau khi ép, các tế bào nở ra và có khả năng hút nước mạnh. Vì vậy, mà người ta đã phun nước nóng vào lớp bã để hoà tan một lượng dầu còn lại trong tế bào, qua lần ép sau dầu pha loãng được lấy ra đến khi dầu được lấy ra với mức cao nhất.

a) Nguyên liệu để tái chế mỡ, dầu ăn thừa thành xà phòng:

– 1 kg dầu ăn thừa đã lọc bỏ cặn, tạp chất. Bạn có thể sử dụng 70% dầu thừa, 30% dầu dừa nguyên chất để khả năng tẩy rửa tốt hơn.

– 200 gram NaOH

– 400 gram nước cất (bạn cũng có thể dùng nước tinh khiết, hay các loại nước chưng cất từ thảo mộc, hoặc nước đun cùng với các loại thảo mộc khác nhau).

– 5 mL tinh dầu sả, chanh, bạc hà tự nhiên (nếu có) để tạo mùi thơm và át mùi dầu mỡ cũ.

b) Quy trình làm xà phòng

– Bước 1: Đeo găng tay, kính mắt bảo hộ.

– Bước 2: Đong 200 gram NaOH vào ca đựng 400 gram nước cất đã chuẩn bị, quấy nhẹ, nhiệt độ sẽ tăng lên rất nhanh. Đảo đều và để riêng một góc, chờ nhiệt độ hạ xuống (đến 40 – 45 độ)

Lưu ý: Đổ NaOH vào nước cất (không làm ngược lại) để đảm bảo an toàn.

– Bước 3: Khi nhiệt độ của hỗn hợp nước cất và NaOH về khoảng 40 – 45 độ C, đổ vào ca đựng 1 kg dầu đã chuẩn bị. Nhiệt độ của dầu tốt nhất trong khoảng 25 đến 35 độ C.

– Bước 4: Dùng phới (đũa thủy tinh) quấy đều, từ nhẹ tới mạnh, liên tục cho tới khi hỗn hợp đặc lại và có độ kết dính.

Thông thường, quy trình này sẽ mất khoảng 45 phút tới 1 tiếng, nhưng nếu sử dụng máy xay cầm tay hoặc máy đánh trứng để trộn, khâu này sẽ rút ngắn lại chỉ trong 5 – 10 phút. Nếu dùng tinh dầu, bạn cho vào trộn đều với hỗn hợp.

– Bước 5: Đổ xà phòng vào khuôn, đậy kín hoặc lấy giấy nến bọc lại, để qua đêm cho bánh xà phòng cứng lại.

Ta có: n$_{chất béo}$ = $\frac{26{,}7}{890}.1000=30\ \mathrm{mol}$

(C$_{17}$H$_{35}$COO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$ + 3NaOH 3C$_{17}$H$_{35}$COONa + C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$

30 30 mol

m$_{glyxerol}$ = 30. 92 = 2760 gam = 2,76 kg.

PTHH tổng quát:

(RCOO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$ + 3NaOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 3RCOONa + C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$

Bảo toàn khối lượng có:

m$_{chất béo}$ + m$_{NaOH}$ = m$_{glycerol}$+ m$_{muối}$ m$_{muối}$ = 34,32 + 4,8 – 3,68 = 35,44 kg.

a) PTHH tổng quát:

(RCOO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$ + 3NaOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 3RCOONa + C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$

b) Bảo toàn khối lượng có:

m$_{chất béo}$+ m$_{NaOH}$ = m$_{glycerol}$+ m$_{muối}$ $\Rightarrow$ m$_{muối}$ = 89 + 0,3.40 – 0,1.92 = 91,8 g.

RCOO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$+ 3NaOH 3RCOONa + C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$

0,3 0,1 mol

Bảo toàn khối lượng: m$_{chất béo}$ + m$_{NaOH}$ = m$_{muối}$ + m$_{glycerol}$

⇒ m$_{muối}$ = 89 + 0,3.40 – 9,2 = 91,8 gam.

⇒ m$_{xà phòng}$ = $\frac{91{,}8}{60}.100=153g$

(C$_{17}$H$_{35}$COO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$ + 3KOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 3C$_{17}$H$_{35}$COOK + C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$

có

n$_{KOH}$ = 0,35. 0,2 = 0,07 mol

⇒ KOH dư 0,01 mol.

n$_{glycerol}$ = n$_{stearin}$ = 0,02 mol

⇒ Bảo toàn khối lượng có: m = m$_{chất rắn thu được}$= 17,88 + 0,07. 56 – 0,02. 92 = 19,88 gam.

a) Phản ứng thủy phân chất béo bằng kiềm (phản ứng xà phòng hóa):

Chất béo + sodium hydroxide $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$Glycerol + Hỗn hợp muối sodium.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m$_{muối}$ = m$_{chất béo}$ + m$_{NaOH}$ – m$_{glycerol}$ = 8,58 + 1,2 – 0,92 = 8,86 kg.

b) Khối lượng xà phòng bánh thu được:

Gọi khối lượng xà phòng thu được là x (kg), ta có muối của các acid béo chiếm 60% khối lượng xà phòng nên: $\frac{8{,}86}{x}=60\%$ → giải ra ta có x = 14,76 kg.

Phương trình hóa học :

(RCOO)C$_{3}$H$_{5}$ + 3NaOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$ + 3RCOONa

1 mol 3 mol 1 mol 3 mol

= 0,02 mol

n$_{NaOH}$ = 0,02 x 3/1 = 0,06 mol

m$_{NaOH}$ = 0,06. 40 = 2,4g

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mchất beo + m$_{NaOH}$ = m$_{glycerol}$+ m$_{muối}$

m$_{chất béo}$ + 2,4 = 1,84 + 17,72 m$_{chất béo}$ = 17,16 kg