MỤC LỤC Trang MỤC LỤC 1 LỜI CẢM ƠN 2 TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN 3 1 Giới thiệu tổng quan về vấn đề để nghiên cứu 5 1 1 Các nguồn tạo khí độc 1 2 Các bài thực hành khối 10 1 3 Các bài thực hành khối 11 (đọ.
MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN Giới thiệu tổng quan vấn đề để nghiên cứu 1.1 Các nguồn tạo khí độc 1.2 Các thực hành khối 10 1.3 Các thực hành khối 11 (đọc thêm) 1.4 Các thực hành khối 12 (đọc thêm) Giả thuyết khoa học phát biểu mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 3.1 Cơ sở lí thuyết 3.1.1 Các chất khí hấp thụ vào bình nước (H O) 3.1.2 Các chất khí hấp thụ vào dung dịch bazơ(dung dịch NaOH, dung dịch Ca(OH) ) 3.1.3 Các chất khí hấp phụ vào cacbon hoạt tính(C) 3.1.4 Xử lý bình hấp thụ 3.2 Thiết bị 3.2.1 Hệ thống thu gom hơi, khí độc 3.2.2 Hệ thống hấp thụ khí tan nước 3.2.3 Hệ thống hấp thụ khí tan phản ứng với dung dịch bazơ 3.2.4 Hệ thống hấp phụ khí khơng tan nước, bazơ 3.3 Phương pháp 3.3.1 Chọn lọc hóa chất để hấp thụ 3.3.2 Thiết kế thiết bị 3.3.3 Hoàn thiện vận hành Kết nghiên cứu 15 4.1 Hệ thống thiết bị hoàn thiện 4.2 Khả hấp thụ, hấp phụ thiết bị Phân tích số liệu – Kết thảo luận 16 5.1 Số liệu cho nghiên cứu tiền phát triển 5.2 Số liệu cho nghiên cứu xây dựng phát triển hệ thống 5.3 Số liệu cho ứng dụng 5.4 Ý kiến người dùng Nhận định kết luận 18 6.2 Hạn chế 6.3 Kết luận Tài liệu tham khảo 19 2 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nỗ lực tìm hiểu với thảo luận nhóm thí nghiệm thực hành thầy cô hướng dẫn với theo dõi tượng xảy q trình thực hành Nhóm chúng em xuất ý tưởng đầu cách xử lí số chất khí q trình thực hành gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh Với hướng dẫn thầy cô với giúp đỡ bạn bè lớp chúng em hình thành ý tưởng sáng chế hệ thống thiết bị thu gom, xử lí sử dụng chất khí vào sản xuất nơng nghiệp Được quan tâm đạo sát Ban giám hiệu trường THPT Thái Lão, với giúp đỡ thầy giáo mơn Hóa học chúng em viết ý tưởng mong góp ý Nhà trường, quý thầy cô, anh chị, bạn bè để chúng em hoàn thiện sản phẩm Mặc dù chúng em có nhiều cố gắng có để hồn thiện ý tưởng viết tránh khỏi thiếu sót mong đóng góp chân thành quý thầy cô Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Nguyên, ngày HỌC SINH Hoàng Thế Học Nguyễn Anh Tú TĨM TẮT DỰ ÁN Trong mơn học hóa học THCS THPT có nhiều thực hành thí nghiệm liên quan đến việc sử dụng hóa chất thơng thường, hóa chất độc hại Nếu người thực hành khơng tìm hiểu kĩ lí thuyết, bước tiến hành thí nghiệm dễ làm rơi vãi hóa chất môi trường làm ảnh hưởng đến sức khỏe, môi trường Khi mở lọ, chai đựng hóa chất làm mơi trường lượng lớn khí độc, độc tiến hành thí nghiệm sinh số chất khí Hiện chưa có thiết bị để thu gom, xử lí nguồn chất độc phịng thí nghiệm nhà trường phổ thơng Từ thực tế nhóm chúng em hình thành nên ý tưởng làm để thu gom, xử lí sử dụng chúng vào mục đích nông nghiệp tháng 11 n Được hướng dẫn thầy nhóm chúng em thảo luận thống tự chế tạo thiết bị làm việc Các vật liệu dùng để chế tạo dụng cụ thân thiện với môi trường việc tái sử dụng ống nhựa có sẵn nhà, tự chế cacbon hoạt tính từ nguyên liệu dễ tìm (sọ dừa, tre nứa,…) Thiết bị xây dựng linh kiện, công cụ đơn giản dễ kiếm, dễ mua, giá lại rẻ mà hiệu cao theo tiêu chí đề từ trước, gồm có: Thiết bị thu khí thải: thiết bị thu lượng khí độc, độc vào bình chứa để khơng ngồi Thiết bị hấp thụ khí: dạng thiết bị bình chứa lọc khí thải thu vào chất dễ phản ứng lọc (sản phẩm làm chế phẩm nơng nghiệp) Thiết bị hấp thụ khí hóa chất: dạng thiết bị bình chứa chứa chất hóa học sẵn sàng hấp thụ, phản ứng khí thải cịn sót thiết bị hấp thụ khí Thiết bị hấp thụ khí cacbon hoạt chất: thiết bị xử lí tồn khí độc, độc cịn sót lại hai thiết bị khí ngồi mơi trường hồn tồn ⇨ Những thiết bị hỗ trợ tạo thành thiết bị hoàn chỉnh để làm khí độc, độc mà cịn tạo chế phẩm nông nghiệp đáp ứng phần nhu cầu người Giới thiệu tổng quan vấn đề để nghiên cứu 1.1 Các nguồn tạo khí độc: Trong chương trình trung học sở, trung học phổ thông hệ thống trường đại học, cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp…đều có mơn học thực hành gắn liền với sở lí thuyết khoa học Nhưng q trình thực hành, thí nghiệm vơ tình thải môi trường quanh ta tác nhân gây hại đến mơi trường Đặc biệt phịng thí nghiệm hoá học Khi thực hành người ta phải mở nắp chai, lọ đựng hóa chất đặc để pha lỗng hay trích lấy hóa chất cho thí nghiệm để pha, trộn, điều chế hay cho chất tác dụng với 1.2 Các thực hành khối 10: 1.3 Các thực hành khối 11: 1.4 Các thực hành khối 12: Giả thuyết khoa học phát biểu mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: 3.1 Cơ sở lí thuyết: 3.1.1 Các chất khí hấp thụ vào nước(H O): 3.1.2 Các chất khí hấp thụ vào dung dịch bazơ(dung dịch NaOH, dung dịch Ca(OH) ) - Khí SO , CO , H S, NO ,…có tính chất phản ứng với dung dịch bazơ (dung dịch NaOH hay dung dịch Ca(OH) ,…) + Với dung dịch NaOH: SO + 2NaOH Na SO + H O SO + NaOH NaHSO CO + 2NaOH Na CO + H O CO + NaOH NaHCO H S + 2NaOH Na S + 2H O H S + NaOH NaHS 2NO + 2NaOH NaNO + NaNO + H O + Với dung dịch Ca(OH) : CO + Ca(OH) CaCO + H O 2CO + Ca(OH) Ca(HCO ) CO + Ca(OH) CaCO + H O 3.1.3 Các chất khí hấp phụ vào cacbon hoạt tính(C): 3.1.4 Xử lý bình hấp thụ 3.2 Thiết bị: 3.2.1 Hệ thống thu gom hơi, khí độc: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3.2.2 Hệ thống hấp thụ khí tan nước: Như ta biết hấp thụ q trình hỗn hợp khí cho tiếp xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc hay nhiều phân tử hỗn hợp khí để mục đích giữ lại phân tử khí - Khí quạt hút dẫn vào bình hấp thụ đựng nước (khí dẫn vào phía bình hấp thụ (bình 1), để tăng diện tích tiếp xúc tốt nhất) - Trong bình đựng nước xảy q trình hịa tan hơi, khí độc có số phản ứng hóa học xảy ra: Hình 1: Bình hấp thụ hơi, khí độc nước(bình 1) 3.2.3 Hệ thống hấp thụ khí tan phản ứng với dung dịch bazơ: (Hình 3) - Khí sau khỏi bình (từ phía bình 1) dẫn qua phía (bình 2) - Bình chứa dung dịch bazơ (dung dịch NaOH dung dịch Ca(OH) ) nên hấp thụ hết oxit axit, axit (SO , CO , H S, NO ,…); phản ứng hóa học xảy (mục 3.1.2.) Hình 3: Bình hấp thụ khí độc dung dịch bazơ(bình 2) 2 2 3.2.4 Hệ thống hấp phụ khí khơng tan nước, bazơ: (Hình 4) - Khí sau khỏi bình (từ phía bình 2) dẫn qua phí (bình 3) - Bình chứa cacbon hoạt tính (than hoạt tính) nên hấp phụ hết oxit trung tính (CO, NO,…) Hình 4: Bình hấp thụ khí độc cacbon hoạt tính 3.3 Phương pháp: 3.3.1 Chọn lọc hóa chất để hấp thụ: - Với chất khí dễ tan nước, dung dịch axit, dung dịch bazơ, … Nhóm nghiên cứu chọn lựa hóa chất nước (H O) Hóa chất nước có ưu điểm dễ tìm kiếm, khơng độc hại, khơng gây nguy hiểm cho người thí nghiệm thân thiện với mơi trường dùng với khối lượng lớn - Đối với chất không tan, không hấp thụ nước, nhóm nghiên cứu chọn lựa dung dịch NaOH để hấp thụ oxit axit, axit - Đối với khí (có tính chất trung tính) nhóm nghiên cứu tạo cacbon hoạt tính để hấp phụ (cacbon hoạt tính tạo từ từ gáo dừa khơ ) 3.3.2 Thiết kế thiết bị: - Hình thành ý tưởng với hướng dẫn nhóm nghiên cứu vẽ hình ảnh thiết bị, dựng mơ hình sau chỉnh sửa cho phù hợp với ngun lí hoạt động - Thảo luận, tham khảo vật liệu thị trường để chọn lựa cho phù hợp với thiết bị (theo phương châm dễ tìm, rẻ, phù hợp,…) - Kiểm tra thơng số lí hóa để tạo thiết bị phù hợp 3.3.3 Hoàn thiện vận hành: - Sau lắp đặt xong tiến hành vận hành thí nghiệm để tiếp tục chỉnh sửa, cải tiến cho đạt hiệu - Thử nghiệm nhiều lần để kiểm tra ổn định thiết bị an tồn vận hành Hình 5: Thiết bị xử lí khí độc hồn thiện - Đưa thiết bị vào phịng thí nghiệm để vận hành nhiều Thầy, Cơ, bạn bè đến dự góp ý để hoàn thiện Kết nghiên cứu: 4.1 Hệ thống thiết bị hoàn thiện: - Thiết bị tạo từ quạt điện chiều - Bình hấp thụ làm nhựa tổng hợp có độ bền học, độ bền với hóa chất cao - Tồn thiết bị lắp đặt cố định mặt sàn gỗ tự nhiên, có tính động cao an tồn - Dễ vận hành dễ sửa chữa xảy hư hỏng 4.2 Khả hấp thụ, hấp phụ thiết bị: - Khi sử dụng thiết bị để hút xử lý khí độc (như Cl , HCl, NH , NO ,…) khơng khí xung quanh không bị ô nhiễm - Dùng thị màu (quỳ tím) kiểm tra dung dịch bình hấp thụ (bình 1)thì quỳ tím đổi màu (hấp thụ HCl quỳ tím có màu đỏ; hấp thụ NH quỳ tím có màu xanh,…) Phân tích số liệu – Kết thảo luận: 5.1 Số liệu cho nghiên cứu tiền phát triển (giai đoạn thu nhập thông tin ) Yêu cầu Cánh quạt Ống dẫn khí 5.2 Số liệu cho nghiên cứu xây dựng phát triển hệ thống (giai đoạn thử nghiệm) Để thử nghiệm hệ thống, chúng em nhiều lần thực thiết bị Qua vài lần thất bại giúp đỡ thầy chúng em hồn thành sản phẩm mà chúng em muốn tạo Có lẽ thời gian gấp rút trình độ thực hành, kiến thức hạn chế nên sản phẩm có lẽ cịn nhiều thiếu xót Sau nhiều lần tổng hợp lại chúng em hồn thành thiết bị hiệu mong muốn 5.3 Số liệu cho ứng dụng Qua nhiều lần thực nghiệm chúng em đạt thành công số kinh nghiệm định Thực hành đạt hiệu cao, thu gom hết khí độc hại làm thực hành tạo môi trường học tập tốt, đem lại nhiều lợi ích cho thầy, trị nhà trường 5.4 Ý kiến người dùng.( quan tâm ib để nhận giá) Nhận định kết luận 6.1 Điểm sáng Là thiết bị mẻ, tạo môi trường học tập tốt cho học sinh, môi trường học tập sạch, làm chế phẩm nông nghiệp mà khơng tốn kém, giảm chi phí bảo vệ mơi trường 6.2 Hạn chế Chưa thể phổ biến nhân rộng cho phòng thực hành 6.3 Kết luận Tuy thiết bị cịn thơ sơ đem lại lợi ích lớn trước tiên mơi trường học tập sau phát triển Chúng em cố gắng để làm cho thiết bị ngày phát triển Tài liệu tham khảo Sách giáo khoa lớp 10 –NXBGD Sách giáo khoa lớp 11 –NXBGD Sách giáo khoa lớp 12 –NXBGD Một số trang web: (Ib mua hàng báo giá để biết rõ thông tin Hưng Nguyên, ngày Người thực Hoàng Thế Học Nguyễn Anh Tú tháng năm 2020 ... thiện - Đưa thiết bị vào phịng thí nghiệm để vận hành nhiều Thầy, Cơ, bạn bè đến dự góp ý để hoàn thiện Kết nghiên cứu: 4.1 Hệ thống thiết bị hoàn thiện: - Thiết bị tạo từ quạt điện chiều - Bình... khơ ) 3.3.2 Thiết kế thiết bị: - Hình thành ý tưởng với hướng dẫn nhóm nghiên cứu vẽ hình ảnh thiết bị, dựng mơ hình sau chỉnh sửa cho phù hợp với ngun lí hoạt động - Thảo luận, tham khảo vật liệu... phù hợp,…) - Kiểm tra thơng số lí hóa để tạo thiết bị phù hợp 3.3.3 Hoàn thiện vận hành: - Sau lắp đặt xong tiến hành vận hành thí nghiệm để tiếp tục chỉnh sửa, cải tiến cho đạt hiệu - Thử nghiệm