Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập một số chương trình trong phân tích lí hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -NGUYỄN THANH TUẤN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỘT SỐ CHƯƠNG TRONG PHÂN TÍCH LÍ HỐ Chun ngành: Hố phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG XUÂN TH Thỏi Nguyờn, nm 2008 MC LC Mở đầu I Lý chọn đề tài II Nội dung đề tài III Nhiệm vụ đề tài Ch-ơng I Tổng quan I.1 ý nghĩa hệ thống tập I.1.1 Tổng hợp ôn luyện kiến thức I.1.2 Phân loại tập câu hỏi hoá học I.1.3 Tác dụng tập hoá học I.1.4 Vận dụng kiến thức để giải tập I.2 Dạy học trọng ph-ơng pháp tự học I.2.1 Dạy học trọng rèn luyện ph-ơng pháp tự học I.2.2 Học thông qua tổ chức hoạt động sinh viên I.2.3 Tăng c-ờng học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác I.3 Xu h-ớng phát triển tập Hoá học I.4 Cơ sở phân loại câu hỏi tập vào mức 10 độ nhận thức t- Ch-ơng II Ph-ơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên 13 tử II.1 Cơ sở lý thuyết II.1.1 Đặc điểm chung ph-ơng pháp đo quang phổ hấp 13 thụ nguyên tử 13 II.1.2 Điều kiện tạo thành phổ hấp thụ nguyên tử 13 II.1.2.1 Quá trình nguyên tử hoá mÉu 13 Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn II.1.2.2 Các ph-ơng pháp nguyên tử hoá 14 II.1.2.3 Sự hấp thụ xạ cộng h-ởng 15 II.1.2.4 Ph-ơng pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử 15 II.1.3 Cách loại trừ sai số nguyên tố kèm sai số phông 17 II.2 C©u hái tù luËn 18 II.3 Bài tập chương II 37 Chng III Ph-ơng pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử 60 III.1 Cơ sở lý thuyết 60 III.1.1 Đặc điểm chung phương pháp quang phæ phát xạ nguyên tử 60 III.1.2 Sự tạo thành phổ AES 60 III.1.3 Bản chất ph-ơng pháp phổ phát xạ nguyên tử 61 III.1.4 Sự kích thích, phát xạ c-ờng độ vạch phát xạ nguyên tử 62 III.2 C©u hái tù luËn 63 III.3 Bài tập chương III 79 Chng IV Các ph-ơng pháp tách, chiết phân chia 97 IV.1 Cơ sở lý thuyết ph-ơng pháp chiết 97 IV.1.1 Định nghĩa hệ số phân bè 97 IV.1.2 H»ng sè chiÕt 97 IV.1.3 C¸c yÕu tố ảnh h-ởng đến trình chiết hoá học 98 IV.1.3.1 ¶nh h-ëng cđa H+ pha n-íc 98 IV.1.3.2 ¶nh h-ëng cđa hiƯu øng mi 99 IV.1.3.3 ¶nh h-ëng tác nhân chiết 100 IV.1.3.4 Điều kiện chiết 101 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn IV.2 C¬ së lý thut cđa ph-¬ng pháp sắc ký 101 IV.2.1 Thời gian l-u 102 IV.2.2 ThĨ tÝch l-u 104 IV.2.3 S¾c ký khÝ (GC) 105 IV.2.3.1 S¾c ký khÝ - r¾n (GSC) 105 IV.2.3.2 S¾c ký khÝ - láng (GLC) 105 IV.3 C¬ së lý thuyết ph-ơng pháp tách 106 IV.3.1 Tách chất ph-ơng pháp ch-ng cất 106 IV.3.1.1 Cân lỏng cđa hƯ hai hay nhiỊu cÊu tư 106 IV.3.1.2 X¸c định số đĩa lý thuyết tỷ số hồi l-u ph-ơng 106 pháp MC Cabe Thielo IV.3.1.3 Xác định số đĩa lý thuyết cực tiểu tỷ số hồi l-u cực 107 tiểu theo ph-ơng pháp MC Cabe Thielo IV.3.1.4 Xác định đ-ờng kính cột ch-ng cÊt vµ chiỊu cao 107 cđa cét ch-ng cÊt cho yêu cầu tách đà cho IV.4 Câu hỏi tự luận 108 IV.5 Bài tập chương IV 131 KẾT LUẬN 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cảm ơn Sau thời gian học tập nghiên cứu, hồn thành luận văn thạc sĩ khoa học hóa học “Xây dựng hệ thống câu hỏi tập số chương phân tích lí hóa” Với giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa Hóa trường ĐHSP Thái ngun thầy tổ bé mơn Hóa phân tích trường ĐHSP Hà Nội đặc biệt giúp đỡ thầy giáo TS Đặng Xuân Thư, Thầy dành nhiều thời gian cơng sức bảo tơi suốt q trình thực đề tài Thầy đọc thảo nhiều lần, sửa chữa, bổ sung đóng góp ý kiến q báu để tơi hồn thành đề tài Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới TS Đặng Xn Thư thầy khoa Hóa HSP Thái Nguyên, trng HSP H Ni, cỏc bn bố ng nghip, th vin trng HSP Thái Nguyên, th vin trng HSP H Ni, thviện tr-ờng ĐHKHTN Hà Nội Tụi xin gửi lời cảm ơn tới Phòng quản lý sau đại học trường ĐHSP Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm Khoa Hóa – trường ĐHSP Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian nghiên cứu, thực đề tài Thái Nguyên, ngày 27 tháng 08 năm 2008 Tác giả Nguyễn Thanh TuÊn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHẦN MỞ ĐẦU I – Lý chọn đề tài: Trong cơng cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, kinh tế nước ta chuyển đổi từ chế kế hoạch hóa tập trung sang chế thị trường có quản lí Nhà nước Công đổi đề yêu cầu hệ thống giáo dục Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, thông tin liên lạc giới phát triển kéo theo thay đổi vô to lớn yếu tố người xã hội Trong xã hội mới, tri thức yếu tố định, người yếu tố trung tâm, chủ thể toàn xã hội, giáo dục người đóng vai trị quan trọng phát triển đất nước [26] Để đáp ứng yêu cầu người - nguồn nhân lực, yếu tố định phát triển đÊt nước thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa cần tạo chuyển biến bản, toàn diện giáo dục đào tạo Trong năm gần đây, Bộ giáo dục đào tạo khuyến khích việc sử dụng đa dạng phương pháp dạy học tích cực nhằm hoạt động hóa người học Muốn thế, nguồn tập, câu hỏi cho nội dung kiến thức phải phong phú, đa dạng Tuy vậy, với môn học có mức độ tư cao khả vận dụng kiến thức tổng hợp việc chuẩn bị dạng câu TNKQ dường chưa đầy đủ, chưa có sáng tạo, nhạy bén phát triển tư khoa học cao Do vậy, trường hợp cần trì phát triển hệ thống câu hỏi tập tự luận để xử lý thơng tin lĩnh hội tri thức mơn học.[17] Vì lí đây, chúng tơi mạnh dạn lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ thống câu hỏi tập số chương phân tích lí hóa ” sử dụng chúng theo hướng dạy học tích cực để phát triển lực tư duy, độc lập, sáng tạo người học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn II – Nội dung đề tài: Hệ thống câu hỏi tập tự luận môn phân tích lí hố chương: - Chương I: Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử - Chương II: Phương pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử - Chương III: Các phương pháp tách, chiết phân chia III – Nhiệm vụ đề tài: - Nghiên cứu sở lí luận đề tài - Nghiên cứu đưa hệ thống câu hỏi tập nội dung đề tài - Nghiên cứu hướng dẫn cách giải Phân loại thành nhóm tập theo chủ đề, từ hệ thống hóa kiến thức bao quát nội dung môn học chương Từ nâng cao chất lượng giảng dạy học phần “Phân tích lí hóa” trường ĐHSP, CĐSP ĐHKHTN, … có sử dụng học phần phân tích hóa lí Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Ch-¬ng I TỔNG QUAN I.1 Ý nghĩa hệ thống tập: UNESCO nhấn mạnh rằng: “trái với thông lệ cổ truyền việc giảng dạy phải thích nghi với người học, buộc người học tuân theo quy định sẵn có từ trước việc dạy học” “Người học cơng chúng nói chung cần có tiếng nói nhiều việc định vấn đề liên quan đến giáo dục” Từ năm 1980 trở lại đây, bật lên hướng mới: việc giảng dạy phải đảm bảo cho người học trở thành người cơng dân có trách nhiệm hành động hiệu Như mục đích việc học tập phát triển từ học để hiểu đến học để hành đến học để thành người - người tự chủ, động sáng tạo Vì việc học tập giải vấn đề học tập, thực tiễn địi hỏi người phải có kiến thức phương pháp tư duy.[19] I.1.1 Tổng hợp ôn luyện kiến thức: Việc dạy học, đặc biệt dạy học đại học thiếu tập, sử dụng tập biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học Hệ thống câu hỏi tập có ý nghĩa, tác dụng to lớn nhiều mặt: - Làm xác hóa khái niệm hóa học, củng cố, đào sâu mở rộng kiến thức cách sinh động, phong phú, hấp dẫn Khi người học vận dụng kiến thức vào việc giải tập, họ nắm kiến thức cách sâu sắc - Ơn tập, hệ thống hóa kiến thức cách tích cực Khi ơn tập, người học khơng tập trung ơn tập yêu cầu họ nhắc lại kiến thức cũ học Thực tế cho thấy người học (học sinh, sinh viên) thích trả lời câu hỏi suy luận giải tập ôn tập - Rèn luyện kĩ khoa học hóa học mơn học cân phương trình phản ứng, phương trình ion, tính tốn theo cơng thức hóa học, Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn áp dụng định luật, phương pháp xác định định lượng chất … Nếu tập thực nghiệm rèn kỹ thực hành, góp phần vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho người học - Rèn luyện khả vận dụng kiến thức vào thực tiến đời sống, lao động sản xuất bảo vệ môi trường - Rèn luyện kỹ sử dụng ngơn ngữ hóa học thao tác tư Phát triển học sinh lực tư logic, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh, sáng tạo - Rèn luyện đức tính xác, kiên nhẫn, trung thực lòng say mê khoa học Có khả tổng hợp khái quát hóa kiến thức: Thông qua việc trả lời câu hỏi giải tập nội dung học phần học tương ứng, người sinh viên tự khái quát hóa kiến thức cách tốt cố vấn, đạo người thầy Để hình thành cho sinh viên khái quát đắn, tiêu biểu cần đảm bảo điểu kiện sau: - Làm biến thiên mờ nhạt dấu hiệu không chất vật hay tượng khảo sát, đồng thời giữ không đổi dấu hiệu chất - Chọn dạng tập để đưa biến thiên hợp lí nêu bật dấu hiệu chất trừu tượng hóa dấu hiệu thứ yếu - Có thể sử dụng cách biến thiên khác có ý nghĩa tâm lí học, lại hiệu nghiệm Qua thể mềm dẻo tư - Phải cho người học tự phát biểu thành lời nguyên tắc biến thiên nêu đặc tính dấu hiệu khơng chất Điều chứng tỏ sinh viên nhận thức dấu hiệu chất Ngoài việc bảo đảm điều kiện đây, giáo viên cần tập luyện cho người học phát triển tư khái quát hình thức quen thuộc lập dàn ý, xây dựng kết luận tóm tắt nội dung bài, chương.[26] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn I.1.2 Phõn loi bi câu hái hóa học: Dựa vào nội dung hình thức thể phân loại tập hóa học thành loại: - Bài tập định tính - Bài tập định lượng Câu hỏi phân loại thành: - Câu hỏi tái kiến thức - Câu hỏi vận dụng kiến thức - Câu hỏi suy lí, chứng minh * Bài tập định tính: Là dạng tập có liên hệ với quan sát để mơ tả, giải thích tượng hóa học Các tập định tính có nhiều tập thực tiễn giúp học sinh giải vấn đề thực tiễn sinh động * Bài tập định lượng (bài tốn hóa học): Là loại tập cần vận dụng kĩ tốn học kết hợp với kĩ hóa học (định luật, nguyên lí, quy tắc, …) để giải * Câu hỏi tái kiến tức dạng câu hỏi người học cần tái trình bày lại nội dung mà tiếp thu * Câu hỏi vận dụng kiến thức câu hỏi mà người học cần phải nghiên cứu kĩ phần kiến thức sở lý thuyết, từ vận dụng linh hoạt nghiên cứu giải toán * Câu hỏi suy lí, chứng minh câu hỏi mà người học phải nắm vững lí thuyết, biết vận dụng nội dung kiến thức có liên quan để giải tốn.[9] I.1.3 Tác dụng tập hóa học: * Tác dụng trí dục: - Bài tập hố học có tác dụng làm xác, hiểu sâu khái niệm định luật học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.7 Sơ đồ xác định số bậc tách lí thuyết Lượng dung mơi cần thiết tối thiểu nhiệm vụ tách đặt ra, xác định từ giá trị nghịch đảo độ dốc đường thẳng AB, đường thẳng cắt đường cân giá trị trục hoành YES vào ứng với tỷ lệ khối lượng chất tan/chất lỏng “mang” hỗn hợp nguyên liệu Giá độ nghịch đảo độ dốc xem tỷ lệ dung môi tối thiểu: (mS/mR )min = (YERvào - YERra )/(YES, maxra – YESvào) YES, maxra tỷ lệ khối lượng lớn đạt chất tan/dung môi dịch chiết tỷ lệ dung môi tối thiểu với YERvào YESvào cho trước YERra đòi hỏi Câu 10: Trong hỗn hợp clo hóa lưu huỳnh có phần khối lượng mono sunfo clorua WERvào = 0,15 Từ hỗn hợp nguyên liệu sunfo clorua chiết metanol thiết bị ngược dòng Các tỷ lệ cân gần tuân theo định luật phân bố Nernst: Y ES = 1,3YER Tỷ lệ khối lượng tối đa mono sunfo clorua/chất lỏng “mang” dịch bã lối thiết bị chiết YERra = 0,0400 136 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Cần tính tỷ lệ khối lượng tối đa mono sunfoclorua/chất lỏng “mang” dịch chiết tỷ lệ dung môi tối thiểu Đồng thời xác định số bậc tách lý thuyết địi hỏi tỷ lệ dung mơi 1,4 tỷ lệ dung môi tối thiểu Tỷ lệ khối lượng YESra chất tan so với dung môi dịch chiết lối thiết bị bao nhiêu? HDTL: Trước hết ta tính phần khối lượng hỗn hợp nguyên liệu: WERvào = 0,15 = (0,15/(0,15 + 0,85)) thành tỷ lệ khối lượng: YERvào = 0,15/0,85 = 0,1765 Tỷ lệ khối lượng lớn YES, maxra dịch chiết đọc từ giá trị trục tung đường cân giá trị trục hồnh YERvào Hình 4.8 Sơ đồ xác định số bậc tách lí thuyết Tuy nhiên trường hợp gần tuân theo định luật phân bố Nernst ta tích YES,maxra: YES, maxra = 1,30 YERvào = 1,30 0,1765 = 0,2295 YESra = 0,0400 YESvào = giá trị cho Theo phương trình: 137 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (mS/mR )min = (YERvào - YERra )/(YES, maxra - YESvào) = (0,1765 - 0,0400)/(0,2295 - 0) = 0,5948 Đối với tỷ lệ dung môi mS/mR = 1,4.0 0,5948 = 0,8327 ta vẽ đường làm việc hình vẽ (độ dốc 1/ 0,8327 = 1,201) Theo phương pháp vẽ bậc thang, người ta xác định số bậc tách lý thuyết nth = với số bậc tách lý thuyết tỷ lệ dung môi mS/mR = 0,8327 biết tỷ lệ khối lượng chất tan/dung môi dịch chiết lối YESra = 0,1638 thiết bị Câu 11: Từ dung dịch lỏng có thành phần khối lượng axeton (E) WERvào = WEZvào = 0,50 người ta chiết axeton clo benzen nguyên chất dòng ngược chiều liên tục cho dịch bã lối thiết bị chiết chứa phần khối lượng axeton WERra = 0,10 Tính: a/ dịng khối lượng tối thiểu dung môi b/ phần khối lượng tối đa axeton dịch chiết, thành phần pha tồn cân sau: Pha nước WRR WER 0,9989 0,8979 0,10 Pha hữu WRS 0,0018 0,0049 WES 0,1079 0,7969 0,6942 0,5864 0,4628 0,50 0,2741 0,60 0,2566 0,20 0,30 0,40 0,6058 0,0079 0,0772 0,0305 0,0724 0,2285 0,2566 0,2223 0,3748 0,4944 0,5919 0,6107 0,6058 Giải: Với số liệu pha nước pha hữu cơ, người ta vẽ đường binodan đường conot hệ cấu tử nước (R) - axeton (E) - clo benzen (S) 138 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.9: Đường binodan đường conot hệ cấu tử nước (R) - axeton (E) - clo benzen (S) Trong điểm: Z, Rn (thành phần dịch bã lối ra) biết từ đầu bài, đồng thời kẻ đường thẳng RnS Điểm cực O dịng dung mơi tối thiểu nằm đường thẳng kéo dài qua Rn S, điểm xác định qua điểm cắt đường conot với đường thẳng qua Rn S cách xa giản đồ tam giác Đường thẳng xuất phát từ O qua Z cắt đường binođan điểm S* Điểm cho biết thành phần khối lượng tối đa axeton dịch chiết WRSra = 0.085 (nước dịch chiết) WSSra = 0,315 (clo benzen dịch chiết) Đường thẳng qua điểm Z S S* Rn cho biết điểm hỗn hợp P Từ đoạn PZ PS theo quy tắc đòn bẩy người ta nhận được: m s PZ   0,241 nghĩa ms = 0,241mz m z PS  dịng khối lượng tối thiểu dung môi để thực nhiệm vụ tách với số bậc tách vô lớn Câu 12: Từ hỗn hợp axeton - nước với tỉ lệ khối lượng axeton/nước YERvào = 0,50 (E chất tan, axeton) cần phải chiết axeton dịng ngược chiều 139 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn clobenzen Dịch bã cho phép tỉ lệ khối lượng axeton nước cao YERra = 0,02 Các dòng khối lượng chảy vào nguyên liệu dung môi (mz = msvào) Dòng khối lượng chảy vào nguyên liệu 1000 kg/giờ Số liệu thành phần pha: Pha nước WRR 0,9989 0,8979 0,7969 0,6942 0,5864 0,4628 0,2741 0,50 0,60 0,6058 0,2566 WER 0,10 Pha hữu WRS 0,0018 0,0049 WES 0,1079 0,20 0,30 0,40 0,0079 0,0772 0,0305 0,0724 0,2285 0,2566 0,2223 0,3748 0,4944 0,5919 0,6107 0,6058 Cần xác định: a/ số bậc tách lí thuyết b/ Dịng khối lượng dịch chiết Giải: Hình 4.10 Đường binodan đường conot hệ nước - axeton - clo benzen a/ Ta nối điểm Z (ứng với thành phần nguyên liệu) với điểm S (ứng với clobenzen nguyên chất) đường thẳng Bởi mz = msvào điểm P nằm đường ZS biểu diễn thành phần hợp thành nguyên liệu dung mơi Thành phần địi hỏi cuối dịch bã (R n) 140 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn dịch chiết S1 cho trước Đoạn kéo dài đường thắng ZS1 RnS cắt điểm cực O Điểm điểm cắt chung tất tia qua điểm ứng với thành phần dịch bã bậc thành phần dịch chiết bậc Đường conot qua S1 cho biết điểm R1 Tia cực qua R1 cho biết S2 Cấu trúc thực tiếp tục xuống phía đạt thành phần cuối dịch bã YERra = 0,02 Ở trường hợp Rn = R4; có nghĩa địi hỏi bậc tách lí thuyết b/ Các dịng khối lượng chảy vào nguyên liệu dung môi xác định : mz + msvào = 1000 + 1000 = 2000 kg/giờ Từ tỉ lệ đoạn thẳng ta có: R4 P PS1  mS1 m R4  21,8  3,049 7,15 (a) Bởi tổng dòng khối lượng chảy vào tổng dòng khối lượng chảy ra, ta có : Giải (a), (b): mS1  mR4  2000 kg / gi m S1  (b) 2000  1506 kg / gi 1 3,049 Dạng 4: Dựa vào sắc đồ để xác định: thời gian lưu, thể tích lưu, tốc độ chảy, độ phân giải pic, số đĩa lý thuyết cột sắc kí Cách giải: Áp dụng cơng thức: - Thời gian lưu: tR = đó: L L = (1 + k’) uA u uA: vận tốc chất cần phân tích L: chiều dài cột (cm) k’: thừa số dung tích, có f = ; 1 k ' tm = L u 141 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Thể tích lưu: VR (ml) = tR(s) F (ml/s) F: tốc độ chảy - Độ phân giải pic: R = t R (W A  W B ) / W: chiều ngang pic - Số đĩa lý thuyết: n = L H H: chiều cao pic Bài tập: Cho sơ đồ hỗn hợp chất phân tích 4.11 (A) 4.11 (B): (dùng cho tập 13; 14; 15; 16) Nồng độ chất phân tích, mol/l V' RB V RB V' RA V RA Vm A V1 40 45 50 (W ) A Bơm mẫu, V = V2 V3 B 55 60 (W ) B Thể tích (ml) Hình 4.11 (A): nồng độ hàm thể tích rửa giải 142 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn t' t Tín hiệu t' t t RB RB RA RA m t1 10 20 30 40 200 220 A 240 t2 260 (W ) A Bơm mẫu, t = t3 B 280 (W ) B 300 Thời gian (s) Hình 4.11 (B): Tín hiệu đo (  , c ) hàm thời gian Bài 13: Dùng sắc đồ hình vẽ (4.11A) VS = 10 ml, tính đại lượng cho đây: tR; tm; VR; Vm; F; V’R; t’R;  ; k’; D? Giải: Lượng Cách tính kết tR Dựa vào hình 4.11(A) ta có: 250s (A); 270s (B) tm Dựa vào hình 4.11(A) ta có: 30s VR Dựa vào hình 4.11(A) ta có: 50ml (A); 54ml (B) Vm Dựa vào hình 4.11(A) ta có: 60ml F F= V’R t’R  (A chất chuẩn) VR 50 = = 0,2 ml/s tR 250 V’R = VR - Vm = 50 - = 44 ml (A) V’R = VR - Vm = 54 - = 48 ml (B) t’R = tR - tm = 250 - 30 = 220 s (A) t’R = tR - tm = 270 - 30 = 240 s (B)  V 'R 48 = = 1,09 V ' Rstd 44 Hoặc   t'R 240 = = 1,09 t ' Rstd 220 143 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn  (B chất  chuẩn) V 'R 44 = = 0,917 V ' Rstd 48 k’ = k’ VR 50 -1= 1 = 7,33 (A) Vm k’ = tR 250 -1= 1 = 7,33 (A) tm 30 k’ = VR 54 -1= 1 = 8,00 (B) Vm D= V R  Vm 50 = = 4,4 (A) VS 10 D= V R  Vm 54 = = 4,8 (B) VS 10 D Bài 14: a, Hãy tính số đĩa lý thuyết cột sắc kí cho sắc đồ hình vẽ (4.11A)? b, Nếu cột dài 120cm H cột bao nhiêu? Giải:  t a, Từ phương trình: n =  R W     4t  =  R  số liệu hình (a) ta thấy rằng:  W    4.250  pic A ta có: n =   = 4,44.10 đĩa lý thuyết  15  4.270  pic B ta có: n =   = 4,04.10 đĩa lý thuyết  17  b, Chiều cao pic: H = 120 L = = 0,029 cm/đĩa lý thuyết n 4,2.103 Bài 15: Tính độ phân giải pic hình (4.11)? Giải: Ta có: R= t R 270  250 = = 1,25 (W A  W B ) / (15 17) / 144 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Độ phân giải hợp lý việc tách hoàn toàn (< 2% A pic B < 2% B pic A) không thật hợp lí với độ phân giải đường đáy Bài 16: Tính độ phân giải tách A B dùng cột dài 200cm thay cho cột 120cm pic hình (4,11)? Giải: Từ phương trình: tR = L L = (1 + k’) uA u Ta thấy thời gian lưu tỷ lệ thuận với chiều dài cột L, cịn tốc độ thừa số dung lượng khơng biến đổi theo chiều dài cột Do đó: tRA = 250 200 = 417s 120 tRB = 270 200 = 450s 120 Số đĩa lý thuyết tỷ lệ với chiều dài cột: n = 4,2.103 200 = 7,0.103 120 Bây tính bề ngang pic với phương trình: 4t n = =  R   W = W  16t R2 n  WA = 16.(417) = 20s 7,0.103  WB = 16.(450) = 22s 7,0.103 Độ phân giải là: R= t R 450  417 = = 1,57 (W A  W B ) / (20  22) / 145 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bài 17: Một cột sắc kí khí 150cm nhồi hạt 50 m cho kết thực nghiệm rửa giải chất phân tích Hãy xác định vận tốc chảy tối u số đĩa lý thuyết cho cột vận hành điều kiện tối u: Lần chạy u (cm/s) tR (s) W (s) 10 450 24 30 150 7,5 50 90 Giải: Phương trình Van Deemter chứa số A, B, C cần có cực tiểu điểm để xác định chúng Các giá trị H tính trước hết cách tính số đĩa lý thuyết 4t 4.450 n =  R  = = 5,6.103 24 W  Lần chạy 1:  H= 4.450  L =   = 0,0267 cm n  24  2 4t  4.150  n =  R  =   = 6,4.10 W   7,5  Lần chạy 2:  H= 150 L = = 0,0234 cm n 6,4.103 2 4t 4.90  n =  R  =   = 5,2.10   W  Lần chạy 3:  H= 150 L = = 0,0289 cm n 5,2.103 Các giá trị H giá trị tương ứng u sử dụng để lập đồng thời phương trình: B u H = A   Cu 0,0267 = A  B 10C 10  A = 0,0067 cm 146 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 0,0234 = A  B  30C 30  B = 0,163 cm2/s 0,0289 = A  B  50C 50  C = 3,8.10- s Vận tốc tối u là: Uopt = B = C 0,163 = 21 cm/s 3,8.104 Ở vận tốc tối u, giá trị H là: Hmin = A + BC = 0,0067 + 0,163.3,8.104 = 0,0224 cm Ở vận tốc tối u, số đĩa lý thuyết tính theo: n= 150 L = = 6,7.103 đĩa lý thuyết H 0,0224 Bài 18: Một hỗn hợp chứa benzen (C6H6) brombenzen (C6H5Br) cho pic 9,50 cm2 4,78 cm2 tương ứng sắc đồ Giả thiết có đáp ứng mol Hãy tính số % mol số % theo trọng lượng benzen brombenzen hỗn hợp ? Giải: Diện tích (cm2) % tổng diện tích (mol %) Benzen 9,50 (9,50/14,28).100(%) = 66,5% Brombenzen 4,79 (4,78/14,28).100(%) = 33,5% Tổng 14,28 Với 100 mol hỗn hợp, 66,5 mol benzen 33,5 mol brombenzen Khối lượng hỗn hợp là: Số mol.M(g/mol) = g % khối lượng Benzen 66,5.78,11 = 5,194 (5,194/10,454).100(%) = 49,7% Brombenzen 33,5.157,02 = 5,260 (5,260/10,454).100(%) = 50,3% 147 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tổng trọng lượng = 10,454 Dạng 4: Xác định lượng chất tan lại pha nước lượng chất tan vào pha hữu Cách giải: Chất A phân bố pha nước pha hữu cơ: Giả sử có m0 mmol A sau chiết với Vhc ml dung dịch hữu từ Vn ml dung dịch nước, m1,1 lượng chất tan lại pha nước m0 - m1,1 lượng chất tan vào pha hữu thì: [A]hc = D= m0  m1,1 Vhc m0  m1,1 / Vhc m1,1 / Vn ; [A]n = m1,1 Vn   m1,1 = m0  Vhc  1 D Vn         Bài 19: I2 thu chiết từ pha nước dung môi hữu Hệ số phân bố chiết CCl4 85 Nếu 50 ml dung dịch nước chứa 2.10 mmol I2 tiếp xúc với 30 ml CCl4 Tính lượng I2 pha nước pha hữu   Giải: Áp dụng công thức: m1,1 = m0  Vhc  1 D Vn        Ta có: lượng chất tan cịn lại pha nước là: 148 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn   m1,1 = m0  Vhc  1 D Vn        -2  = 2.10   = 3,85.10-4 mmol  30     85   50    Vậy lượng chất tan lại pha hữu là: m0 – m1,1 = 2.10-2 – 0,00385.10-2  1,96.10-2 mmol Bài 20: Một chất A bị chiết từ pha nước vào ete Hệ số phân bố 10 Nếu dung dịch nước chứa 2,5mg A a, Thể tích pha nước pha hữu chiết %A? b, %A bị chiết chia Vhc làm phần chiết lần? Giải:   a, Áp dụng công thức: m1,1 = m0  Vhc  1 D Vn        Ta có: lượng chất tan lại pha nước là:   m1,1 = m0  Vhc  1 D Vn     = 2,5          = 0,23 mg   10    1  Vậy lượng chất tan lại pha hữu là: m0 – m1,1 = 2,5 – 0,23 = 2,27 mg = 90,8% b, Phần trăm lại giảm Vhc: lại % = 100 1  1  10  1  = 0,67% % chiết = 100 – 0,67 = 99,33% Kết luận chƣơng IV: Chương “Các phương pháp tách, chiết phân chia ”: xây dựng hệ thống câu hỏi tự luận hệ thống tập có phân loại theo 149 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn dạng tập đề xuất cách giải: Tính nồng độ axit lại pha nước biết số phân li axit hệ số phân bố; xác định hệ số phân bố phần trăm chiết; xác định số bậc tách lý thuyết; xác định thời gian lưu, thể tích lưu, tốc độ chảy, độ phân giải pic, số đĩa lý thuyết cột sắc kí, xác định lượng chất tan lại pha nước lượng chất tan vào pha hữu 150 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... phát triển hệ thống câu hỏi tập tự luận để xử lý thông tin lĩnh hội tri thức mơn học.[17] Vì lí đây, mạnh dạn lựa chọn đề tài ? ?Xây dựng hệ thống câu hỏi tập số chương phân tích lí hóa ” sử dụng... văn thạc sĩ khoa học hóa học ? ?Xây dựng hệ thống câu hỏi tập số chương phân tích lí hóa? ?? Với giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa Hóa trường ĐHSP Thái ngun thầy tổ bé mơn Hóa phân tích trường ĐHSP Hà... I.1.2 Phân loi bi câu hỏi húa hc: Da vo nội dung hình thức thể phân loại tập hóa học thành loại: - Bài tập định tính - Bài tập định lượng Câu hỏi phân loại thành: - Câu hỏi tái kiến thức - Câu hỏi