Một gia đình ở vùng nông thôn sử dụng nước giếng khoan có chứa hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ cao (nước cứng). Khi dùng xà phòng (thành phần chính là sodium stearate) để giặt quần áo, họ thấy xuất hiện các kết tủa trắng bám vào vải và hiệu quả giặt rửa kém. Để khắc phục, họ chuyển sang dùng chất giặt rửa tổng hợp (thành phần chính là sodium lauryl sulfate).
a) Sodium stearate (C17H33COONa) là muối sodium của một acid béo no.
b) Kết tủa trắng bám vào quần áo ở trên là muối stearate không tan của calcium và magnesium.
c) Việc gia đình chuyển sang dùng chất giặt rửa tổng hợp là hợp lý vì các muối của chúng với ion Ca2+, Mg2+ tan tốt trong nước, giúp duy trì hiệu quả làm sạch trong nước cứng.
d) Dù khắc phục được nhược điểm của xà phòng trong nước cứng, việc lạm dụng chất giặt rửa tổng hợp khó phân hủy sinh học sẽ gây ô nhiễm nguồn nước và hệ sinh thái lâu dài hơn.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, sodium stearate là C17H35COONa (muối của acid béo no), còn C17H33COONa là sodium oleat, muối của acid béo không no.
(b) Đúng, khi giặt xà phòng trong nước cứng:
2C17H35COONa + Mg2+ —> (C17H35COO)2Mg + 2Na+
2C17H35COONa + Ca2+ —> (C17H35COO)2Ca + 2Na+
(c) Đúng, chất giặt rửa tổng hợp (như sodium lauryl sulfate) có ưu điểm vượt trội hơn xà phòng ở chỗ: muối của nó với calcium và magnesium ([CH3(CH2)11OSO3]2Ca/Mg) tan được trong nước. Do đó, nó không tạo kết tủa và vẫn giữ được hiệu quả làm sạch ngay cả trong môi trường nước cứng.
(d) Đúng, xà phòng có nguồn gốc từ chất béo tự nhiên nên rất dễ bị vi sinh vật phân hủy. Ngược lại, nhiều chất giặt rửa tổng hợp (đặc biệt là loại có mạch carbon phân nhánh) rất khó bị phân hủy sinh học. Khi thải ra sông ngòi, chúng tạo lớp bọt ngăn cản quá trình hòa tan oxy vào nước, gây hại cho sinh vật thủy sinh và làm ô nhiễm nguồn nước lâu dài.
Chú ý: Cân nhắc chọn đúng – sai cho (d). Đánh giá (d) đúng là đánh giá phổ quát cho chất giặt rửa nói chung, nhưng việc gia đình trên đang “xài hàng xịn” sodium lauryl sulfate CH3(CH2)11OSO3Na thì cần có cái nhìn tích cực hơn:
+ Phân tử không nhánh, mạch C lại ngắn hơn cả xà phòng (ngắn tới mức ngắn nhất có thể, nếu ngắn hơn nữa thì gốc kỵ nước không đạt, giảm hoặc mất chức năng giặt rửa).
+ Đây là sulfate (có liên kết C-O-S, không có C-S) chứ không phải sulfonate (có liên kết C-S) nên việc phân hủy càng thuận lợi.
Sodium lauryl sulfate đánh bại xà phòng trên nhiều lĩnh vực: khả năng giặt rửa, ảnh hưởng môi trường, giá thành khi sản xuất công nghiệp… Điểm trừ của nó là nguồn gốc: Nó được tạo ra từ dầu mỏ!