Một nhà máy sản xuất xà phòng sử dụng loại chất béo có chứa tristearin (C17H35COO)3C3H5, tripalmitin (C15H31COO)3C3H5 lẫn với acid stearic C17H35COOH và acid palmitic C15H31COOH (gọi là hỗn hợp X).
Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X cần vừa đủ 2,03 mol oxygen, thu được 62,48 gam carbon dioxide và 24,84 gam nước. Mặt khác, khi đun nóng m gam hỗn hợp nói trên với dung dịch chứa 19,20 gam dung dịch sodium hydroxide có nồng độ 25%. Sau khi phản ứng kết thúc, nhằm loại bỏ sodium hydroxide dư còn lại trong sản phẩm (do sodium hydroxide có thể gây kích ứng da), sản phẩm được xử lý bằng 0,01 mol citric acid (acid có nhiều trong các loại quả chanh hoặc quả họ cam quýt, citric acid có ba nhóm chức acid, cấu tạo HOOC-CH2-C(OH)(COOH)-CH2-COOH.
Cần sản xuất 10000 bánh xà phòng loại 100 gam (chứa 72% khối lượng muối sodium của các acid béo) bằng cách xà phòng hóa a kg chất béo nói trên với dung dịch sodium hydroxide. Biết trong quá trình sản xuất, lượng xà phòng bị hao hụt 4%. Tính a.
Bảo toàn khối lượng: mX = mCO2 + mH2O – mO2 = 22,36 gam
nCO2 = 1,42; nH2O = 1,38 mol
(RCOO)3C3H5 có k = 3, RCOOH có k = 1 nên n(RCOO)3C3H5 = (nCO2 – nH2O)/2 = 0,02 mol
nNaOH ban đầu = 0,12; nNaOH dư = 3n citric acid = 0,03
—> nNaOH phản ứng = 3n(RCOO)3C3H5 + nRCOOH = 0,12 – 0,03 = 0,09 mol
—> nRCOOH = 0,03 mol
nC3H5(OH)3 = n(RCOO)3C3H5 = 0,02; nH2O = nRCOOH = 0,03 mol
Bảo toàn khối lượng:
mX + mNaOH phản ứng = m muối + mC3H5(OH)3 + mH2O
—> m muối = 23,58 gam
m muối cần để sản xuất 10000 bánh xà phòng = 10000.100.72%/(100% – 4%) = 750000 gam = 750 kg
Tỉ lệ:
Cần 22,36 gam X để tạo ra 23,58 gam muối
……….a kg…………………..750 kg………….
—> a = 750.22,36/23,58 = 711,2 kg