Lipid và chất béo: triglyceride, acid béo, tính chất, hydro hóa dầu thực vật và bài tập có đáp án Hóa 12

Chất béo là triester của glycerol với acid béo, còn gọi là triglyceride, thuộc nhóm lipid. Bài viết nêu cấu tạo, acid béo no và không no, tính chất vật lí, thủy phân, xà phòng hóa, phản ứng hydro hóa dầu thực vật, ôi thiu, vai trò dinh dưỡng và bài tập có đáp án Hóa 12.

Chất béo là gì?

Chất béo là triester của glycerol với các acid béo, gọi chung là triglyceride, có công thức $\ce{(RCOO)3C3H5}$. Chất béo thuộc nhóm lipid, là các hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ như hexane, ether. Lipid gồm chất béo, sáp, steroid và phospholipid.

Cấu tạo và acid béo

Acid béo là carboxylic acid đơn chức, mạch carbon dài, không phân nhánh, số carbon chẵn ($12$–$24$).

Acid béo	Công thức	Loại
Palmitic acid	$\ce{C15H31COOH}$	No
Stearic acid	$\ce{C17H35COOH}$	No
Oleic acid	$\ce{C17H33COOH}$	Không no, $1$ nối đôi cis
Linoleic acid	$\ce{C17H31COOH}$	Không no, $2$ nối đôi

Chất béo chứa chủ yếu gốc acid béo no (mỡ động vật) ở thể rắn; chứa nhiều gốc không no (dầu thực vật, dầu cá) ở thể lỏng.
Nhẹ hơn nước, không tan trong nước.

Tính chất hóa học

Phản ứng	Phương trình / điều kiện
Thủy phân trong acid	$\ce{(RCOO)3C3H5 + 3H2O <=>[H+, t] 3RCOOH + C3H5(OH)3}$ (thuận nghịch)
Xà phòng hóa	$\ce{(RCOO)3C3H5 + 3NaOH ->[t] 3RCOONa + C3H5(OH)3}$ (một chiều)
Hydro hóa chất béo không no	$\ce{(C17H33COO)3C3H5 + 3H2 ->[Ni, t, p] (C17H35COO)3C3H5}$ (dầu thành mỡ rắn)

Chất béo để lâu trong không khí bị oxi hóa chậm ở nối đôi tạo aldehyde, acid mùi khó chịu, gọi là ôi thiu.

Ví dụ 1

Xà phòng hóa $89$ g tristearin ($M = 890$) bằng $\ce{NaOH}$ dư. Tính khối lượng glycerol và sodium stearate ($M = 306$).

$n = 0{,}1$ mol nên $m_{\text{glycerol}} = 0{,}1 \cdot 92 = 9{,}2$ g và $m_{\ce{C17H35COONa}} = 0{,}3 \cdot 306 = 91{,}8$ g.

Ví dụ 2

Hydro hóa hoàn toàn $88{,}4$ g triolein ($M = 884$). Tính thể tích $\ce{H2}$ (điều kiện chuẩn).

$n = 0{,}1$ mol cần $0{,}3$ mol $\ce{H2}$, $V = 0{,}3 \cdot 24{,}79 = 7{,}437$ L.

Xem bài: Phản ứng thủy phân ester và xà phòng hóa

Vai trò của chất béo

Chất béo là nguồn cung cấp và dự trữ năng lượng (khoảng $9$ kcal/g), dung môi hòa tan vitamin A, D, E, K, nguyên liệu sản xuất xà phòng, glycerol và biodiesel. Nên hạn chế mỡ bão hòa và chất béo chuyển hóa (trans) để bảo vệ tim mạch.

Những lỗi thường gặp

Bài tập thực hành

Chất béo là gì? Cho công thức tổng quát.
Xà phòng hóa $0{,}1$ mol tripalmitin bằng $\ce{NaOH}$ dư. Tính khối lượng glycerol.
Hydro hóa $44{,}2$ g triolein. Tính thể tích $\ce{H2}$ (điều kiện chuẩn, $M = 884$).
Vì sao dầu thực vật ở thể lỏng còn mỡ động vật ở thể rắn?
Giải thích hiện tượng dầu ăn bị ôi thiu.

Đáp án

Triester của glycerol với acid béo, $\ce{(RCOO)3C3H5}$.
$n_{\text{glycerol}} = 0{,}1$ mol nên $m = 9{,}2$ g.
$n = 0{,}05$ mol cần $0{,}15$ mol $\ce{H2}$, $V = 3{,}72$ L.
Dầu chứa nhiều gốc acid béo không no (có nối đôi cis), mỡ chứa gốc acid béo no.
Nối đôi C=C bị oxi hóa chậm bởi $\ce{O2}$ không khí tạo aldehyde, acid có mùi khó chịu.