Biodiesel (diesel sinh học) là một loại nhiên liệu lỏng, thân thiện hơn với môi trường so với diesel truyền thống. Biodiesel được sản xuất thông qua phản ứng giữa chất béo với các alcohol mạch ngắn (thường là methanol), với xúc tác là kiềm, thu được biodiesel (ester của acid béo) và glycerol. Một nhà máy tái chế dầu ăn đã qua sử dụng để sản xuất biodiesel theo phương trình phản ứng tổng quát sau:
(RCOO)3C3H5 + 3CH3OH (NaOH) → 3RCOOCH3 + C3H5(OH)3 (1)
Câu 1. Cho các phát biểu sau:
(a) Biodiesel có thành phần nguyên tố giống với diesel truyền thống.
(b) Biodiesel thân thiện với môi trường vì khi cháy hoàn toàn không tạo ra khí gây hiệu ứng nhà kính.
(c) Phương pháp sản xuất biodiesel trên giúp tận dụng dầu ăn đã qua sử dụng, góp phần giảm ô nhiễm môi trường do dầu ăn thải gây ra.
(d) Bằng phương pháp trên, nếu dùng 5 tấn một loại dầu ăn đã qua sử dưng chứa 86% chất béo (phân tử khối trung bình của chất béo là 860, các tạp chất không có khả năng chuyển hóa thành biodiesel) với hiệu suất của quá trình sản xuất là 90% thì thu được 3888 kg biodiesel. (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Số phát biểu đúng là
A. 4. B. 1. C. 2. D. 3.
Câu 2. Phân tích thành phần của 100 gam biodiesel cho kết quả như sau:
| Chất | C15H31COOCH3 | C17H33COOCH3 | C17H35COOCH3 |
| Khối lượng (gam) | 21 | 26 | 53 |
Biết rằng: Hệ số phát thải (kí hiệu EF) của nhiên liệu là tỉ số của khối lượng CO2 tạo thành (gam) trên lượng nhiệt tạo thành khi cháy (MJ). Khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít biodiesel (khối lượng riêng 0,880 kg/L) thu được 34,6 MJ (megaJoule) nhiệt lượng. Giá trị EF của loại biodiesel trên là bao nhiêu? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười).
Câu 3. Một loại dầu ăn đã qua sử dụng còn 60% khối lượng chất béo (phân tử khối trung bình của chất béo là 860 amu), còn lại là tạp chất không có khả năng chuyển hóa thành biodiesel. Để sản xuất 1 tấn biodiesel dạng methyl ester với hiệu suất chuyển hóa là 75% cần tối thiểu bao nhiêu tấn loại dầu ăn trên? (Kết quả làm tròn đến hàng phần nghìn).
A. 3,318. B. 2,212. C. 1,327. D. 2,573.
Câu 1.
(a) Sai, biodiesel là ester của acid béo (RCOOCH3) nên thành phần nguyên tố chứa C, H, O. Trong khi đó, diesel truyền thống (nhiên liệu hóa thạch) là hỗn hợp các hydrocarbon nên thành phần nguyên tố chủ yếu là C, H.
(b) Sai, khi đốt cháy hoàn toàn biodiesel vẫn tạo ra khí CO2 và H2O. Khí CO2 là khí gây hiệu ứng nhà kính. Biodiesel được coi là thân thiện hơn với môi trường vì chu trình cacbon (nguồn gốc thực vật hấp thụ CO2 trong quá trình sinh trưởng), chứ không phải do hoàn toàn không phát thải CO2.
(c) Đúng, tái chế dầu ăn đã qua sử dụng giúp giảm thiểu lượng chất thải xả ra đường ống nước, nguồn nước và đất.
(d) Đúng
M chất béo = 3R + 173 = 860 —> R = 229
mRCOOCH3 = 5000.86%.90%.3.288/860 = 3888 kg
Câu 2.
Đốt 880 gam biodiesel tỏa ra nhiệt lượng 34,6 MJ
—> Đốt 100 gam biodiesel tỏa ra nhiệt lượng Q = 3,93182 MJ
mCO2 = 44(17.21/270 + 19.26/296 + 19.53/298) = 280,2948 gam
—> EF = mCO2/Q = 71,3
Câu 3.
M chất béo = 3R + 173 = 860 —> R = 229
m chất béo = 860/[60%.75%.3(R + 59)] = 2,212 tấn