Tài liệu Nghiên cứu một số phương pháp giải nhanh bài tập chương este – lipit nhằm phát triển tư duy cho học sinh trung học phổ thông

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh Trang 1 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh MỞ ĐẦU 1.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Giáo dục là nền tảng cho việc đào tạo nguồn nhân lực. Một nền giáo dục lạc hậu sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của đất nước. Vì vậy việc cải cách giáo dục là điều hết sức quan trọng với nước hiện nay và trong tương lai mà chúng ta không thể xem thường được. Nếu thực hiện cải cách giáo dục tốt sẽ làm cho đất nước phát triển nhanh chóng ngược lại cải cách không tốt sẽ duy trì tình trạng lạc hậu, kéo lùi sự phát triển mọi mặt của nền kinh tế. Mặt khác hiện nay đất nước đang trong giai đoạn giao , hội nhập và phát triển, đẩy mạnh giao lưu kinh tế văn hóa xã hội với các nước trên thế giới. Nó vừa là cơ hội vừa là thách thức đối với chúng ta. Nếu chúng ta không biết nắm bắt thời cơ vượt qua thách thức, thì chúng ta sẽ không xây dựng được đất nước giàu mạnh. Để thực hiện đều này đòi hỏi chúng ta phải xây dựng một nền giáo dục hiện đại, có đủ khả năng tiếp thu những tri thức khoa học tiên tiến của nhân loại. Do vậy Đảng và nhà nước ta rất coi trọng sự nghiệp giáo dục và đào tạo. Từ đại hội Đảng lần thứ VII đến nay đã đề ra những quan điểm đổi mới trong giáo dục và nhất là đại hội X vừa qua là “ đại hội của tri thức”. Nhiệm vụ của giáo dục hiện nay là đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo để đủ sức tiếp thu những tri thức của nhân loại nhằm đưa đất nước ta phát triển nhanh chóng. Muốn thực hiện được nhiệm vụ trên, nền giáo dục đang đổi mới toàn diện từ nội dung đến phương pháp dạy học. Kiểm tra một cách có tổ chức các kết quả học tập của học sinh là điều kiện không thể thiếu để cải tiến phương pháp dạy học. Vì mục tiêu dạy học và phương pháp dạy học thay đổi nên phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập cũng thay đổi cho phù hợp với yêu cầu nhiệm vụ mới. Do vậy bộ giáo dục đã chủ trương thay đổi phương thức thi cử, từ phương thức tự luận sang trắc nghiệm. Việc sử dụng hình thức trắc nghiệm khách quan rất phổ biến trên thế giới. Nhưng ở nước ta hiện nay việc sử dụng trắc nghiệm khách quan để đánh giá kiến thức chỉ ở một số môn học. Từ năm 2007 đến nay bộ giáo dục đào tạo đã chuyển từ hình thức tự luận sang hình thức trắc nghiệm khách quan để đánh giá kết quả Trang 2 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh học tập cho bộ môn hóa trong các kì thi tuyển sinh đại học cao đẳng và kì thi tốt nghiệp trung học phổ thông. Hình thức trắc nghiệm khách quan giúp học sinh luyện tập một khả năng tư duy sắc bén, đánh giá kiến thức bao quát. Nhằm giúp các em có một tư liệu tham khảo cũng như một khả năng tính toán kết hợp tốt tất cả các phương pháp để hoàn thành một câu trả lời trắc nghiệm trong một thời gian ngắn nhất. Chúng tôi quyết định chọn đề tài “ Nghiên cứu một số phương pháp giải nhanh bài tập chương este – lipit nhằm phát triển tư duy cho học sinh trung học phổ thông”. 2. KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 2.1 Khách thể nghiên cứu: Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh trong quá trình dạy và học môn hóa phổ thông. 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ thống những bài tập về chương Este – Lipit có hệ thống câu hỏi nhiều lựa chọn khách quan. 3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU  Hướng dẫn cách sử dụng thành thạo các loại máy tính bỏ túi thông dụng kết hợp với các phương pháp khác để giải nhanh các bài toán Este-Lipit  Phát triển cho học sinh một phương pháp tư duy nhanh chóng để nhớ được tất các khối lượng của các ancol, este, axit, amin, anđêhit và các dạng toán được xây dựa trên phương pháp này.  Bên cạnh đó chúng tôi còn xây dựng và sắp xếp các bài tập từ lí thuyết đến tự luận nhằm phát triển tư duy cho học sinh trung học phổ thông. 4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu các tài liệu đánh giá kết quả học sinh THPT như các đề thi thử đại học của các trường, các tài liệu khác như sách bài tập, sách giáo khoa, đề thi học kì, đề thi đại học và đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ đó áp dụng chức năng SOLVE và các phương pháp khác để giải nhanh bài tập chương Este- Lipit. 5. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI: Trang 3 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh Xây dựng cơ sơ lí thuyết và phương pháp nhớ khối lượng của các ancol, este, axit, amin, anđêhit và các dạng toán được mới được xây dựa trên phương pháp này. Xây dựng một hệ thống bài tập có dữ kiện độc đáo nhằm rèn luyện khả năng tư duy cho học sinh trung học phổ thông. Trang 4 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 1.1 Tƣ duy và phát triển tƣ duy cho học sinh phổ thông: Tƣ duy: Là một quá trình tâm lí phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết. + Nét nổi bật của tư duy là tính “ có vấn đề ” tức là trong hoàn cảnh có vấn đề mới nảy sinh tư duy. + Tư duy là khâu cơ bản của quá trình nhận thức. Nắm bắt được quá trình đó, GV sẽ hướng dẫn HS tư duy khoa học trong suốt quá trình học tập. 1.1.1. Những phẩm chất của tƣ duy[2] - Hành động tư duy được thúc đẩy dựa vào kết quả của hoạt động nhận thức và phải sử dụng các tài liệu thu được trong các lĩnh vực tri thức liên quan. Tư duy có những phẩm chất sau: + Tính định hƣớng: Được thể hiện ở ý thức nhanh chóng và chính xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích cần đạt được và con đường tối ưu để đạt mục đích đó. + Bề rộng: Được thể hiện ở chỗ có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tượng khác. + Độ sâu: Được thể hiện ở khả năng nắm vững ngày càng sâu sắc bản chất của sự vật hiện tượng. + Tính linh hoạt: Được thể hiện ở sự nhạy bén trong việc vận dụng những tri thức và cách thức hành động các tình huống khác nhau một cách sáng tạo. + Tính độc lập: Được thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện được vấn đề, đề xuất giải quyết và tự giải quyết vấn đề. + Tính mềm dẻo: Được thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành theo các hướng xuôi và ngược. Trang 5 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh + Tính khái quát: Được thể hiện ở chỗ khi giải quyết mỗi loại nhiệm vụ sẽ đưa ra mô hình khái quát. Từ mô hình khái quát này có thể vận dụng để giải quyết các nhiệm vụ cùng loại. 1.1.2. Những hình thức cơ bản của tƣ duy 1.1.2.1. Khái niệm: - Là hình thức của tư duy phản ánh các dấu hiệu bản chất khác biệt của sự vật hiện tượng. Nó là điểm đi tới của quá trình cũng là điểm xuất phát của quá trình. Logic học chia khái niệm thành ba loại : khái niệm đơn, khái niệm chung, khái niệm tập hợp. 1.1.2.2. Phán đoán: - Là sự tìm hiểu về tri thức về mối quan hệ giữa các khái niệm, sự phối hợp giữa các khái niệm, thực hiện theo một quy tắc, quy luật bên trong. - Phán đoán là hình thức mở rộng của khái niệm nó đi sâu vào tri thức. Phán đoán được biểu diễn dưới dạng một câu ngữ pháp. Nó có thể là phán đoán đơn hay phán đoán phức. 1.1.2.3. Suy lí: - Là hình thức suy nghĩ liên hệ giữa các phán đoán với nhau để tạo thành một phán đoán mới. Suy lí được cấu tạo từ hai bộ phận: + Các phán đoán có trước gọi là tiền đề. + Các phán đoán có sau gọi là kết luận, dựa vào tính chất của tiền đề mà kết luận. 1.1.3. Các thao tác của tƣ duy: [2]  Phân tích: Là quá trình dùng trí óc để tách một sự vật hoặc hiện tượng với các dấu hiệu và thuộc tính của chúng thành các yếu tố các bộ phận rồi nghiên cứu chúng đầy đủ, sâu sắc trọn vẹn hơn theo một hướng xác định.  Tổng hợp: Là phương pháp tư duy kết hợp các bộ phận, yếu tố đã được phân tích để nhận thức, để nắm được cái toàn bộ của sự vật hiện tượng nguyên vẹn. Trang 6 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh Phân tích và tổng hợp không phải là hai phạm trù riêng rẽ của tư duy. Đây là hai quá trình có liên hệ biện chứng. Phân tích để tổng hợp có cơ sở và tổng hợp để phân tích đạt chiều sâu bản chất sự vật hiện tượng.  So sánh: Là thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng và giữa những khái niệm phản ánh chúng. Muốn thực hiện được so sánh phải kèm theo phân tích tổng hợp Trong các thao tác tư duy hóa học so sánh giữ một vai trò hết sức quan trọng. So sánh không những giúp phân biệt khái niệm mà còn chính xác hóa khái niệm và còn giúp phân biệt được chúng. + So sánh tuần tự là so sánh kiến thức mới với kiến thức đã có nhưng không đối lập nhau (tính chất của đối tượng mới với đối tượng đã nghiên cứu thuộc cùng loại, tính chất của đối tượng này chỉ khác nhau về mức độ). + So sánh đối chiếu là so sánh kiến thức mới với kiến thức đã có nhưng có tính chất đối lập nhau.  Khái quát hóa:Khái quát là tìm ra cái chung cái bản chất trong tập hợp các dấu hiệu và thuộc tính của sự vật nghiên cứu. Có ba mức độ khái quát hóa. + Khái quát hóa tình cảm: Diễn ra trong hoàn cảnh trực quan, nêu lên những dấu hiệu cụ thể, thuộc về bề ngoài hoặc khái quát hóa bằng kinh nghiệm. + Khái quát hóa hình tượng : Là nêu lên những dấu hiệu bản chất lẫn với những dấu hiệu không bản chất. + Khái quát hóa khái niệm ( Khái quát hóa khoa học): Là nêu lên những dấu hiệu chung, bản chất và qui nạp chúng thành nội dung khái niệm. Các điều kiện cần thiết để khái quát hóa đúng đắn: Điều kiện 1: Làm biến thiên những dấu hiệu không bản chất của, sự vật hiện tượng đồng thời giữ nguyên dấu hiệu bản chất. Điều kiện 2: Lựa chọn đầy đủ các khái niệm biến thiên một cách hợp lí nhằm nêu bậc dấu hiệu bản chất và không bản chất. Điều kiện 3: Sử dụng những dạng khác nhau của cùng một biến thiên. Trang 7 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh Điều kiện 4: Cho học sinh phát biểu thành lời cách tìm dấu hiệu bản chất , dấu hiệu không bản chất và cách thức biến thiên. 1.2 Tóm tắc lí thuyết về este- lipit ở lớp 12 nâng cao: 1.2.1 Este: 1.2.1.1 Công thức phân tử của este :[6] - Khi thay thế nhóm – OH của nhóm Cacboxyl C OR’ O OH bởi gốc - ta được sản phẩm là Este có công thức cấu tạo đơn giản là R C O R' ( Trong đó R là gốc hidrocacbon hoặc H ; R’ : gốc hidrocacbon) O + Các este tạo thành do phản ứng este hóa giữa axit cacboxylic và ancol, đó là: Este đơn chức tạo bới axit đơn chức RCOOH và ancol đơn chức R’OH H2SO4 RCOOH + R'OH Ví dụ: RCOOR' + H2O t H2SO4 CH3COOH + C2H5OH t o CH3COOC2H5 o + H2O Este đa chức tạo bởi axit đơn chức RCOOH và ancol đa chức R’(OH)n H2SO4 nRCOOH + R'(OH)n (RCOO)nR' + nH2O t Ví dụ: o H2SO4 3CH3COOH + C3H5(OH) 3 (CH 3COO)3C3H5 + 3H2O t o - Chú ý trong chương trình phổ thông ancol đa chức hay gặp là glixerol và etilenglicol. + Este đa chức tạo bởi axit đa chức R(COOH)m và ancol đơn chức R’OH H2SO4 R(COOH) m + mR'OH Ví dụ: (RCOO) mR' + m H2O t CH 2(COOH) 2 + 2 C2H5OH o H2SO4 to Trang 8 CH 2(COOC 2H5)2 + 2 H2O SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh + Este đa chức tạo ra từ axit đa chức R(COOH)n và ancol đa chức R’(OH)m m R(COOH)n + n R'(OH)m H2SO4 (R)n(COO)nm(R')m to Ví dụ: + nm H2O H2SO4 3 (COOH) 2 + 2 C3H5(OH) 3 t (COO) 6(C 3H5)2 + 6 H2O o + Este tạo bởi axit no đơn chức và ancol no đơn chức có dạng C nH2nO2 (n  2) . Đây là este thường gặp trong chương trình hóa học phổ thông. 1.2.1.2. Một số este đặc biệt[6] + Este đơn chức mạch vòng Ví dụ: H2C C H2C O O R C O O + Este sinh ra từ phản ứng cộng axit và ankin. Ví dụ: HC CH + xt CH3COOH H3C COO CH CH2 + H2O + Este tạo ra do phenol phản ứng với anhdrit axit, clorua axit. C6H5OH + (CH3CO)2O CH3COOC6H5 + CH3COOH Tổng quát: C6H5OH + (RCO)2O CH3COOR + RCOOH Hoặc: C6H5OH + RCOCl C6H5COOR + HCl 1.2.1.3. Tên gọi este. - Tên este RCOOR’ = Tên gốc hidrocacbon ( R’) + Tên anion gốc axit (đuôi “at”) Ví dụ: CH3COOC2H5 ( Etyl fomat), CH3COOCH=CH2(Vinyl axetat) Trang 9 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh - Để học tốt phần này học sinh cần nắm vững tên những gốc hidrocacbon, những gốc axit hay gặp. - Tên các gốc ankyl (CnH2n + 1-) hóa trị 1lần lượt là. CH3 – ( Mêtyl ). C2H5- ( Êtyl) H3C C3H7- trong này có 2 gốc CH Isopropyl CH3 n - propyl H3C CH2 CH2 H3C CH2 CH2 CH2 C4H9- trong này có 4 gốc H3C CH n- butyl Iso butyl CH2 CH3 CH3 Secbutyl H3C C CH3 H3C CH2 CH Tertbutyl CH3 C5H11- chú ý những gốc sau H3C CH CH2 CH2 Isopentyl CH3 CH3 H3C C CH2 Neopentyl CH3 CH3 H3C CH2 C Tertpentyl CH3 Những gốc không no hay gặp H2C CH H2C CH Trang 10 Vinyl CH2 Anlyl SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh H2C Benzyl Phenyl Tên những axit đơn chức thường gặp. - Axit fomic HCOOH, Axit axêtic CH3COOH, Axit propionic C2H5COOH - Axit acrilic CH2=CHCOOH, axit metacrilic CH2 = C(CH3)COOH, Axit butiric CH3CH2CH2COOH, (CH3)2CHCOOH Isobutilic. - Axit benzoic C6H5COOH. Tên những axit đa chức thường gặp. - HOOC-COOH Axit oxalic, HOOC-CH2-COOH axit malonic, - (CH2)3(COOH)2 Axit glutamic, HOOC-CH2CH2-COOH Axit sucxinic, Axit ađipic HOOC-[CH2]4 -COOH. 1.2.1.4. Tính chất vật lí - Este có nhiệt độ sôi thấp hơn ancol và axit cacboxylic có cùng số nguyên tử cacbon. - Este, rất ít tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ. - Este có mùi thơm dễ chịu. 1.2.1.5. Tính chất hóa học 1.2.1.5.1 Phản ứng thủy phân - Phản ứng thủy phân trong môi trường axit là phản ứng nghịch của phản ứng este hóa. H2SO4 RCOOR' Ví dụ: + RCOOH + R'OH HOH t o to CH3COOC2H5 + H2O H2SO4 Trang 11 CH3COOH + C2H5OH SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh - Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm là phản ứng một chiều, còn gọi là phản ứng xà phòng hóa. H2SO4 Ví dụ: CH 3COOC2H5 + NaOH CH 3COONa + C2H5OH to 1.2.1.5.2. Phản ứng khử : - Este bị khử bởi LiAlH4 Liti nhôm hidrua chuyển nhóm C OH O thành ancol bậc 1. Tổng quát Ví dụ: LiAlH4 + RCH 2OH RCOOR' LiAlH4 R'OH 2 CH3CH2OH CH3COOC2H5 1.2.1.5.3. Phản ứng ở gốc hidrocacbon - Nếu gốc hidrocacbon R, R’ chưa no: thì nó tham gia được phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp… (phản ứng giống hidrocacbon không no). Ví dụ: Ni CH 3COOCH=CH 2 + H2 CH 3COOC2H5 to COOCH 3 P,xt,to H2C C COO CH3 CH2 C CH3 CH3 H - Chú ý este sinh ra từ axit fomic C n OR' O cho phản ứng oxi hóa như phản ứng tráng gương, phản ứng làm mất màu dung dịch nước brom. AgNO3/NH3 H C OR' 2Ag O Trang 12 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh 1.2.1.5.4. Phản ứng xà phòng hóa một số este đặc biệt[6] - Hầu hết các este khi xà phòng hóa đều cho muối và ancol. - Một số este đặc biệt khi xà phòng hóa cho muối và chất hữu cơ như anđêhit, xeton hoặc muối và H2O. Sau đây là một số este đặc biệt đó. R + + COO CH R COO CH C + R' CH + R' RCOONa + R'CH2CHO RCOONa + R''COCH 2R' NaOH to NaOH R'' R' + R + COO HC R NaOH + COO Na R' CH Cl R' CH OH OH Cl + NaOH NaCl + R' CH Cl OH OH + R'CHO H2O R' R + COO HC 2 NaOH + NaCl + R'CHO H2O Cl Cl + R COO C Cl R' + NaOH R COO Na + R' Cl C OH OH + NaOH 2 NaCl + R' C Cl R'COOH + OH Cl Cl R' C OH OH NaOH R'COONa + R'COOH H2 O + H2O Cl R COO C R' + 4 NaOH RCOONa + R'COONa + 2 NaCl + H2O Cl 1.2.2.Lipit 1.2.2.1. Định nghĩa: Trang 13 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh - Lipit ( chất béo, sáp, stearit, photpholipit )là những chất hữu cơ có trong cơ thể sống, không tan trong nước nhưng tan được trong dung môi hữu cơ như ete, dầu hỏa…. - Chất béo là trieste của glixerol và các axit béo - Công thức cấu tạo của chất béo: H2C COO R1 CH COO R2 H2C COO R3 - Công thức trung bình: (RCOO)3C3H5 R1, R2, R3 là các gốc hidrocacbon no chất béo ở trạng thái rắn (mỡ). R1, R2, R3 chưa no chất béo lỏng (dầu) Những axit béo hay gặp trong chương trình hóa phổ thông. + C16H32O2: C15H31COOH : Axit panmitic. + C18H36O2: C17H35COOH : Axit stearic + C18H34O2 : C17H33COOH : Axit oleic + C18H32O2 : C17H31COOH : Axit linoleic 1.2.2.2. Tính chất hóa học: - Thủy phân trong môi trường axit (RCOO) 3C3H5 + H2O H2SO4 3 RCOOH t - + C3H5(OH) 3 Xà phòng hóa. (RCOO) 3C3H5 - o + 3 NaOH 3 RCOONa + C3H5(OH) 3 Hidro hóa chất béo không no ở dạng lỏng thành chất béo no. Ví dụ: (C 17 H33 COO)3C3H5 Trang 14 + 3 H2 Ni to (C 17 H35 COO)3C3H5 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh - Oxi hóa : Chất béo chưa no có liên kết đôi C=C bị oxi hóa chậm bởi oxi có trong không khí thành peoxit và chất này phân hủy thành anđêhit có mùi khó chịu ( hiện tượng dầu, mỡ để lâu bị ôi). 1.2.2.3. Vai của chất béo: - Chất béo ( thực phẩm) + H2O to glixerol + các axit béo tổng hợp chất béo mới trong cơ thể. + Một phần chất béo bị oxi hóa chậm thành CO2 và H2O: cung cấp năng lượng. + Một phần chất béo được tích lũy trong mô mỡ: dự trữ năng lượng. 1.2.2.4. Các chỉ số đặc trƣng của chất béo: - Chỉ số axit: Là số mg KOH cần để trung hòa axit béo tự do có trong 1 gam chất béo. - Chỉ số xà phòng hóa: Là số mg KOH cần để xà phong hóa hoàn toàn 1 gam chất béo ( bao gồm cả trung hòa hết các axit béo tự do có trong 1 gam chất béo đó). - Chỉ số este: là số mg KOH cần dùng để xà phòng hóa hoàn toàn các glixerit có trong 1 gam chất béo. Chỉ số này là hiệu của chỉ số xà phòng hóa và chỉ số axit. - Chỉ số iot : Là số gam iot có thể cộng vào liên kết bội trong mạch cacbon của 100 gam chất béo. 1.2.2.5. Chất giặt rửa: 1.2.2.5.1.Các khái niệm:[7] - Chất giặt rửa: là những chất khi dùng với nước thì có tác dụng làm sạch các chất bám trên vật rắn mà không gây phản ứng hóa học với chất đó. Có hai loại chất giặt rửa: xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp. - Chất tẩy màu: là chất tẩy sạch màu bẩn nhờ phản ứng hóa học. Nước Javen, nước clo, khí SO2, ….là chất tẩy màu. Trang 15 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh - Chất kị nước: Không tan trong nước như hidrocacbon, dẫn xuất halogen. Chất kị nước lại ưa dầu, mỡ. 1.2.2.6. Xà phòng Là muối Na, K của các axit béo RCOONa, RCOOK. Ví dụ: Xà phòng C17H33COONa ( Natristearat) Điều chế: Xà phòng được điều chế từ: + Xà phòng hóa chất béo + (RCOO) 3C3H5 to 3 NaOH 3 RCOONa + C3H5(OH) 3 + Oxi hóa parafin C32H66 + 5 O2 2 C15 H31 COOH + Mn 2+ to 2 C15 H31 COOH NaOH + C15 H31 COONa H2O + H2 O Tính chất -Xà phòng có tác dụng tẩy rửa cấu trúc của xà phòng R - + COO Na đầu ưa nước đuôi kị nước ưa dầu mỡ và các vết bẩn. Đuôi ưa dầu mỡ thâm nhập vào các vết bẩn ; còn nhóm – COO-Na+ ưa nước có xu hương kéo dạt về phía các phân tử nước. Kết quả làm cho các phân tử chất bẩn phân thành các hạt nhỏ và được giữ chặt trong các phân tử RCOONa không bám vào mặt vật rắn nữa mà phân tán vào nước rồi bị trôi đi. Ưu điểm: Xà phòng dung trong tắm gội PH = 7, không làm hại cho da, không gây ô nhiễm môi trường, vì dễ bị vi sinh vật phân hủy. Nhược điểm: Xà phòng mất tác dụng tẩy rửa trong nước cứng do : 2+ 2 RCOONa + Mg 2 RCOONa + Ca Trang 16 + (RCOO) 2Mg + 2 Na (RCOO) 2Ca + 2 Na 2+ + SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh 1.2.2.7. Chất giặt rửa tổng hợp: - Chất giặt rửa tổng hợp là muối natri của các axit khác với axit cacboxylic. công thức chung RCH2OSO3Na. Ví dụ: - H3C [CH2]10 CH2 O SO3 Na + Điều chế : Từ dầu mỏ oxi hóa parafin được axit cacboxylic, hidro hóa axit thu được ancol, cho ancol phản ứng với H2SO4 rồi trung hòa thì thu được chất giặt rửa loại ankyl sunfat. Khử RCOOH H2SO4 RCH 2OH NaOH RCH 2OSO3H - RCH 2OSO3 Na + Thành phần cấu tạo ƣu nhƣợc điểm: - Có tác dụng giặt rửa như xà phòng đó là đầu kị nước đuôi ưa nước. - Ưu điểm: Tẩy rửa được ngay trong nước cứng vì muối ( RSO3)2Ca, ( RSO3)2Mg tan được trong nước. - Nhược điểm : Gây ô nhiễm môi trường vì gốc hidrocacbon phân nhánh rất khó bị các vi sinh vật phân hủy gây ô nhiệm môi trường. Trang 17 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh CHƢƠNG 2 PHÁT TRIỂN TƢ DUY CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP CHƢƠNG ESTE - LIPIT 2.1. Bài tập lí thuyết phát triển tƣ duy cho học sinh: 2.1.1. Bài tập về viết đồng phân este: - Để làm tốt dạng bài tập viết đồng phân este này ta làm theo cách sau viết theo thứ tự của anion gốc axit bắt đầu từ axit HCOO-(fomat) rồi đến CH3COO-(axetat) ….., đồng thới giảm dần số C bên ancol sao cho tổng số nguyên tử cacbon của este là không đổi. + Ƣu điểm : Không bị sai, rèn luyện tốt khả năng tư duy cho học sinh. + Nhƣợc điểm: Học sinh không chú ý có thể bi thiếu đồng phân. - Tốn nhiều thời gian. - Hoặc dùng công thức tính số đồng phân este no đơn chức, mạch hở CnH2nO2 là 2 n-2 ( 1< n < 5). + Ƣu điểm: Của công thức là tính nhanh được số đồng phân este no đơn chức mạch hở có số nguyên tử cacbon ( 1< C < 5). - Phương pháp đếm đồng phân cơ sở của phương pháp này là dựa trên phương pháp viết đồng phân như trên nhưng học sinh thuộc được số đồng phân ứng với các gốc như C3H7- có hai đồng phân, gốc C4H9- có 4 đồng phân. Ƣu điểm: Giúp học sinh rút ngắn được giai đoạn khi viết đồng phân, có thể dùng cho những trường hợp phức tạp, có nối đôi trên gốc hidrocacbon thì cho nối đôi chạy trên các gốc này, giúp rèn luyện tốt khả năng tư duy cho học sinh, phương pháp này tỏ ra khá hiệu quả không chỉ viết đồng phân cho este mà còn cả những chất khác nữa. Nhƣợc điểm: Học sinh vẫn phải học thuộc số đồng phân của từng gốc nên dễ nhầm lẫn, qua lại giữa các gốc. Câu 1: Số đồng phân este ứng với công thức C 4H8O2 là: A. 5 B. 4 C. 3 D. 1 Giải : Cách 1: Dùng cách viết thông thƣờng: Trang 18 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh Đầu tiên ta viết cho trường hợp anion của axit fomic. HCOOCH2CH2CH3, HCOOCH(CH3)2 sau đó viết cho anion của gốc axit axetic CH3COOCH2CH3, tiếp theo ta viết anion của gốc axit propionic CH3CH2COOCH3. Như vậy số đồng phân este ứng với công thức C4H8O2. Cách 2: Ta dùng công thức để tính nhanh số đồng phân ứng với n = 4. ta có 2 4-2 = 4 đồng phân. Cách 3: Tương tự như cách 1 nhưng nó sẽ đơn giản hơn đầu tiên ta viết cho anion của axit fomic HCOOC3H7 sau đó ta đếm đồng phân cho gốc C3H7- có hai đồng phân, sau đó ta viết cho anion của gốc axit axetic CH3COOC2H5 sau đó ta sử dụng phương pháp đếm đồng phân cho gốc - C2H5, tiếp theo ta viết đồng phân anion gốc axit propionic sau đó ta sử dụng phương pháp đếm đồng phân cho gốc - CH3 ta có gốc này chỉ có 1 đồng phân. Câu 2: Số hợp chất đơn chức, đồng phân cấu tạo của nhau có công thức phân tử C4H8O2 chỉ tác dụng với NaOH nhưng không tác dụng với Na là: A. 4 B. 5 C. 6 D. 3 Câu này có nội dung tương tự như trên nhưng cách hỏi khác nhau nên ta dựa vào tính chất hóa học của este ta dễ dàng suy ra đề đang hỏi ứng với công thức C4H8O2 có bao nhiêu đông phân este. Đáp án là: A có 4 đồng phân. Câu 3 : Số hợp chất đơn chức, đồng phân cấu tạo của nhau có công thức phân tử C4H8O2 đều tác dụng với dung dịch NaOH là: A. 5 B. 6 C. 3 D. 4 Để làm được câu này yêu cầu học sinh biết nắm được tính chất hoá học của chất đơn chức ứng với công thức phân tử C4H8O2 đều tác dụng được với dung dịch NaOH. Gồm có axit no đơn chức và este no đơn chức. Vì chất đầu bài cho có dạng CnH2nO2. Cách 1: Ta sử dụng phương pháp viết đồng phân thông thường cho axit ứng với công thức phân tử C4H8O2 ta có CH3CH2CH2COOH, (CH3)2CHCOOH, hai đồng phân axit. Trang 19 SVTH: Huỳnh Đức Long GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan Anh Còn số đồng phân este thì như trên 4 đồng phân cho este có công thức C4H8O2. Như vậy tổng số đồng phân đơn chức ứng với công thức phân tử C 4H8O2 tác dụng được với NaOH là 6. Cách 2: Ta sử dụng công thức tính số đồng phân axit ứng với công thức phân tử C4H8O2 có số đồng phân axit ứng với công thức tính là 2 n – 3 với ( 2 < n < 7). Do đó với n = 4 ta có số đồng phân axit là: 2. Sử dụng công thức tính số đồng phân este như trên ta tính được số đồng phân este ứng với công thức phân tử C4H8O2 là 4. Như vậy tổng số đồng phân đơn chức ứng với công thức phân tử C4H8O2 tác dụng được với NaOH là 6. Cách 3: Ta sử dụng phương pháp đếm đồng phân cho trường hợp của gốc axit đầu tiên ta có ứng với công thức C4H8O2 là axit no đơn chức thì nhóm phải có nhóm - COOH nên nó mất đi 1 C, 2 O và 1 H. Do đó ta có số nguyên tử cacbon và hidro còn lại là C3H7-=> Công thức của axit là C3H7COOH trong gốc C3H7- có 2 đồng phân nên axit này có 2 đồng phân. Như vậy tổng số đồng phân đơn chức ứng với công thức phân tử C 4H8O2 tác dụng được với NaOH là 6. Câu 4: Ứng với công thức phân tử C4H6O2 có bao nhiêu este mạch hở đồng phân của nhau ? A. 4 B. 3 C. 5 D. 6 Giải: Dùng cách 1 ta viết được các đồng phân sau: Este thuộc loại không no, đơn chức có các đồng phân (cấu tạo và hình học) HCOOCH=CHCH3 (Cis và trans) ; HCOOCH2CH=CH2; HCOOC(CH3)=CH2; CH3COOCH=CH2; CH2=CHCOOCH3. Đáp án đúng là D vì câu này học sinh phải chú ý thêm đồng phân hình học. 2.1.2. Bài tập về phản ứng thủy phân este. Câu 1: Có bao nhiêu đồng phân este mạch hở có công thức phân tử C5H8O2 xà phòng hóa thu được muối natri và anđêhit ? Trang 20 SVTH: Huỳnh Đức Long