Tình huống 1: Viên nén clo dùng để khử trùngnước
Hiện nay để khử trùng nước trong các hồ bơi, người ta thường dùng viên nén Clo. Clo viên khử trùng nước hồ bơi được sử dụng để duy trì nồng độ clo trong nước. Vì clo viên tan chậm trong nước, nên bạn chỉ cần thêm một vài viên clo vào nước hồ bơi. Qúa trình tan chậm của clo viên sẽ giúp nước được khử trùng hiệu quả. Tuy nhiên, khí clo lại là khí rất độc. Tại sao lại dùng để diệt khuẩn được, có ảnh hưởng đến sức khỏe con người hay không? Quá trình khử khuẩn của dung dịch clo hòa trong các bể bơi diễn ra như thế nào?
Gợi ý giải quyết tình huống:
Tại sao khí clo lại có khả năng diệt khuẩn, tính chất nào của clo làm cho clo có khả năng diệt khuẩn?
Quá trình khử khuẩn của dung dịch clo hòa trong các bể bơi diễn ra như thế nào? Khí clo là khí rất độc, tại sao lại dùng để diệt khuẩn được, có ảnh hưởng đến sức khỏe con người hay không?
Gợi ý trả lời:
Clo khi hòa vào trong nước sẽ phân hủy thành axit hypoclorơ (HClO) và ion hypoclorit (ClO-) theo phương trình:
Cl2 + H2O HCl + HClO HClO H+ + ClO-
Cả hai chất này giết chết các vi sinh vật và vi khuẩn bằng cách tấn công vào lớp lipit của thành tế bào rồi phá hủy các enzym và các cấu trúc bên trong tế bào khiến chúng bị oxi hóa, trở nên vô hại. Sự khác biệt giữa HClO và OCl- là tốc độ oxi hóa của chúng. Axit hypoclorơ có khả năng oxi hóa các vi sinh vật chỉ trong vài giây, trong khi các ion hypoclorit có thể mất đến 30 phút.
Hoạt tính của HClO và ClO- thay đổi theo độ pH của hồ bơi. Nếu độ pH quá cao, không đủ lượng HClO trong hồ bơi thì quá trình làm sạch có thể mất nhiều thời gian hơn bình thường. Độ pH lý tưởng nhất trong hồ bơi khoảng giữa 7 – 8 mà 7,4 là lý tưởng nhất vì đây cũng chính là độ pH trong nước mắt con người.
Sau khi HClO và ClO- đã hoàn tất quá trình làm sạch các hồ bơi, chúng sẽ kết hợp với hóa chất khác, như một hợp chất có nitơ hay amoniac hoặc chia thành các nguyên tử đơn và mất hoạt tính. Ánh sáng mặt trời cũng góp phần làm tăng tốc độ các
quá trình này. Chính vì thế, người ta cần phải tiếp tục thêm clo vào hồ bơi để quá trình làm sạch diễn ra liên tục.
Clo có mùi khá khó chịu, có thể gây kích ứng cho một số loại da gây ngứa, rát. Các ion hypoclorit làm cho nhiều loại vải bạc màu và sờn nhanh chóng nếu không gột sạch ngay sau khi rời khỏi hồ bơi.
Chính vì vậy, ngày nay, một số công ty đã phát triển một số loại hóa chất khác để thay thế cho clo. Tuy nhiên, nếu dùng với lượng nhỏ vừa phải, sẽ không ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Cho đến nay clo vẫn là giải pháp tối ưu cho việc khử trùng, tẩy trắng với hiệu quả cao và giá rẻ.
Tình huống 2: Nước tẩy Javel
Trên thị trường hiện nay, thuốc tẩy áo quần chủ yếu được biết đến đó là nước tẩy Javel.
Hình 2.2. Nước tẩy Giaven
Tuy nhiên sản phẩm này khi mua về nếu để một thời gian dễ bị mất tác dụng tẩy trắng. Theo em vì sao như vậy? Từ đó em có đề xuất lưu ý gì khi sử dụng và bảo quản nước Javel.
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Thành phần của thuốc tẩy trắng Javel là gì?
- Nước Javel được điều chế như thế nào?
- Tại sao thuốc tẩy lại có tính tẩy màu?
Tình huống 3:
Hình 2.3. Thuốc chữa bệnh đau dạ dày
Học sinh được quan sát vỏ bao thuốc của 3 loại thuốc thường được dùng để chữa bệnh đau dạ dày: Nabica, Phosphalugen, Gastropulgite. Thành phần hóa học của 3 loại thuốc này: Nabica chứa Natrihiđrocacbonat, Phosphalugen chứa nhôm photphat, Gastropulgite chứa nhôm hiđroxit dạng gel và magie cacbonat sấy khô.
Tại sao 3 loại thuốc này chứa thành phần khác nhau nhưng lại cùng chữa được bệnh đau dạ dày ợ chua? Hãy giải thích điều này.
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Thành phần hóa học của 3 loại thuốc này có đặc điểm gì?
- Trong dạ dày có chứa chất hóa học nào, tạo hiện tượng ợ chua? Chất này có liên hệ gì với 3 loại thuốc trên?
- Tại sao thành phần khác nhau nhưng cùng chữa được 1 bệnh?
Tình huống 4:
Hình 2.4. Nước sinh hoạt có mùi khí clo
Buổi sáng sớm, khi mở vòi nước máy, ta thường thấy mùi xốc khó chịu. Dự đoán rằng đó chính là mùi của khí clo tồn dư trong quá trình xử lý. Làm thế nào để khẳng định chính xác đây là khí clo? Em hãy chọn phương pháp hóa học phù hợp để kiểm tra và lý giải phương pháp này.
Gợi ý giải quyết tình huống:
Tính oxi hoá mạnh của nước clo: do Cl+ trong nước clo gây ra. Cách nhận biết clo: dùng dd KI và hồ tinh bột.
Tác dụng của nước clo: dùng khử trùng do có tính oxi hoá mạnh.
Tình huống 5: Ninh Thuận là địa phương có sản lượng muối lớn nhất Việt Nam, với 2.371 ha đất làm muối, trong đó có 1.891 ha muối công nghiệp và 480 ha muối nền đất (còn gọi là muối ăn, muối diêm dân). Nếu cả nước có 7 đồng muối lớn thì Ninh Thuận đã có đến 3 là: Cà Ná, Tri Hải và Đầm Vua. Sản lượng muối của Ninh Thuận chiếm khoảng 50% tổng sản lượng muối cả nước.
Hình 2.5. Cánh đồng muối ở Ninh Thuận
Muối ăn khi khai thác từ nước biển, mỏ muối, hồ muối thường có lẫn nhiều tạp chất. Phân tích một mẫu muối thô thu được từ ruộng muối ở Ninh Thuận, thu được số liệu 96,525% NaCl; 0,190% MgCl2; 1,224% CaSO4; 0,010% CaCl2; 0,951% H2O.
Để loại bỏ các tạp chất trên trong dung dịch nước muối, ta có thể dùng hỗn hợp gồm những chất nào trong số các chất sau: Na2CO3, NaOH, Ba(NO3)2, KOH, K2CO3.
Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng ion rút gọn khi dùng hỗn hợp vừa chọn để loại bỏ tạp chất ở từ 1 tấn mẫu trên. Tính toán khối lượng tối thiểu cần thiết của hỗn hợp cần dùng để loại tạp chất muối.
Tình huống 6:Trứng vịt ung có phải là thần dược?
Hột vịt vịt ung thường được rao bán cùng với hột vịt lộn. Nó được đồn thổi là chứa nhiều chất bổ dưỡng; giúp tăng cường sinh lực; chữa trị đau đầu. Nếu khi luộc trứng không may trứng bị vỡ, sẽ thấy bốc ra mùi thối khó chịu, nồi luộc bị đen xám phần chứa nước luộc.
Hình 2.6. Trứng vịt ung
Theo em, trứng ung là gì? Giải thích hiện tượng xảy ra khi khi luộc trứng không may trứng bị vỡ? Em có chọn ăn trứng ung để chữa đau đầu không, vì sao?
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Trứng ung là trứng như thế nào?
- Khi bị ung thì protein trong trứng có còn nguyên vẹn không?
- Nếu chất dinh dưỡng bị biến đổi thì có phải là thần dược chữa bệnh được không?
- Tại sao trứng ung có mùi khó chịu như vậy?
- Chất nào trong trứng đã gây ra hiện tượng nồi luộc bị đen xám? - Với những thông tin như vậy, em có lựa chọn trứng ung để ăn không? - Rất nhiều người vẫn lựa chọn trứng ung để ăn, theo em lí do vì sao?
Gợi ý trả lời:
- Trứng ung là loại trứng hư trong quá trình ấp, do quá trình thụ tinh không thành công hoặc do các tác động của môi trường, nhiệt độ. Vì thế protein trong lòng đỏ trứng đã bị biến chất, có độc vì lưu huỳnh trong trứng đã biến thành hidro sunfua (mùi trứng thối). Do vậy, trứng ung không còn dưỡng chất nào, bên cạnh đó vỏ trứng đã mất hết các chất có tác dụng ngăn ngừa sự xâm nhập của các loại vi khuẩn, virus, kí sinh trừng, gây ra nhiều độc tố cho cơ thể.
Phần lớn những người ăn trứng ung thường bị khó tiêu, nôn mữa, chướng vụng, tiêu chảy, đau bụng, có nhiều trường hợp gây ngộ độc cho sức khỏe. Trên thực tế nhiều người ăn trứng ung, và coi món trứng ung như khoái khẩu của mình đều không bị ngộ độc. Các bác sĩ giải thích đây có thể do người có thói quen ăn trứng ung, cơ thể
đã có thể thích nghi, cho nên sẽ không có những biểu hiện ngộ độc. Tuy nhiên, ăn trứng ung nhiều sẽ có những ảnh hưởng không tốt cho sức khỏe về sau này.
- Nguyên nhân gây đen nồi:
Trong quá trình đun, phần khí H2S thoát ra và tan một phần vào nước tạo dung dịch axit sunfuhiđric. Thông thường, trong nồi nhôm (không phải nhôm nguyên chất) sẽ có các thành phần tạp chất như Si, Mg, Cu, Zn hoặc Pb (thường có nhiều trong các nồi nhôm tái chế). Dung dịch axit này tác dụng với tạp chất tạo thành các muối sunfua có màu đen bám vào thành nồi. Vì vậy, nồi nhôm sẽ có màu xám đen ở phần chứa nước luộc.
Tình huống 7: Trong tự nhiên, có nhiều nguồn chất hữu cơ sau khi bị thối rữa tạo ra khí H2S. Tuy nhiên, trong không khí hàm lượng H2S rất ít.
Một số lý do được đưa ra: - H2S tan được trong nước.
- H2S bị oxi trong không khí oxi hoá chậm.
- H2S bị phân hủy ở nhiệt độ thường tạo ra lưu huỳnh và hiđro. - H2S bị CO2 trong không khí oxi hoá thành chất khác.
Hãy lựa chọn lý do phù hợp và giải thích.
Gợi ý giải quyết tình huống:
Hãy đặt nghi vấn với mỗi lý do được đưa ra:
- H2S có tan tổt trong nước không?
- H2S có bị oxi trong không khí oxi hoá chậm không? Phản ứng xảy ra như thế nào?
- Nhiệt độ thường có phân hủy được H2S không?
- Khí CO2 liệu có tính oxi hóa mạnh oxi hóa được khí H2S?
Gợi ý trả lời:
- H2S có tan trong nước nhưng tan ít, do đó không thể hâp thụ hết khí sinh ra. - H2S bị oxi trong không khí oxi hoá chậm ở nhiệt độ thường
2H2S + O2 → 2H2O + 2S - Nhiệt độ thường không phân hủy được H2S.
Tình huống 8: Theo truyền thống, người dân thường dùng lưu huỳnh để chống ẩm mốc cho thực phẩm, dược liệu. Lưu huỳnh có thể được dùng ở dạng xông hơi hay tẩm ướp sau đó sấy khô. Nếu xông, tẩm với hàm lượng cao sẽ rất hại cho sức khỏe do lưu huỳnh khi bị oxi hóa sẽ sinh ra chất độc có thể làm tổn thương các tế bào trong cơ thể con người; nếu ăn nhiều có thể ngộ độc như say, nôn, ói… hoặc tích lũy lâu dài trong cơ thể sẽ gây ung thư.
Hình 2.7. Những cót quây dược liệu Hình 2.8. Dược liệu đã được đang chờ để xông lưu huỳnh dùng xông hơi lưu huỳnh
Hình 2.9. Măng khô tự nhiên Hình 2.10. Măng đã tẩm lưu huỳnh và sấy khô
Hãy giải thích vì sao lưu huỳnh có thể dùng để bảo quản thực phẩm như trên và theo em có nên dùng bột lưu huỳnh theo mục đích này hay không?
Gợi ý giải quyết tình huống:
- Vì sao bột lưu huỳnh có tính chất chống ẩm mốc cho thực phẩm, dược liệu. Có phải bản thân lưu huỳnh có tính chất này không?
- Khi đốt lưu huỳnh để xông, hoặc khi sấy khô thực phẩm tẩm lưu huỳnh dưới nhiệt nó biến đổi thành chất gì?
- Việc dùng lưu huỳnh để bảo quản như vậy có ảnh hưởng đến người dùng sản phẩm không? Ảnh hưởng như thế nào? Chất nào gây ảnh hưởng?
- Có cách nào để loại bỏ chất độc do lưu huỳnh sinh ra đó không?
- Việc xông hơi lưu huỳnh như vậy có ảnh hưởng đến môi trường không?
Gợi ý trả lời:
Bản thân lưu huỳnh, theo đông y, là một vị thuốc nếu được dùng với một liều lượng phù hợp. Dược liệu và thực phẩm khô rất dễ hút ẩm, tạo môi trường thuận tiện cho nấm mốc phát triển. Để bảo quản thuốc đông y và thực phẩm khô khỏi nấm mốc, người ta dùng lưu huỳnh để xông chất cần bảo quản ở nhiệt độ cao sẽ giết chết các vi khuẩn và nấm mốc (to
s của S là 445oC, to
chết của đa số nấm mốc và vi khuẩn là 100oC). Ngoài ra, quá trình đó tạo ra khí SO2 và SO3 (S + O2 → SO2, 2SO2 + O2 →2SO3). Khí sunfurơ là chất tẩy mạnh, có khả năng tiêu diệt nấm mốc. Bên cạnh đó, khí SO2 và SO3 hút ẩm có trong dược liệu và thực phẩm khô làm cho vi khuẩn và nấm mốc không phát triển được (SO2 + H2O → H2SO3, SO3 + H2O → H2SO4). Các axit này ngấm vào bên trong chất được sấy. Phần lớn khí SO2 bay lên phía trên mặt lò sấy ra ngoài gây độc cho những người xung quanh. Khí SO2 xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hòa tan với nước bọt, từ đó qua đường tiêu hóa để ngấm vào máu. SO2 có thể kết hợp với các hạt nước nhỏ hoặc bụi ẩm để tạo thành các hạt axít H2SO4 nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào hệ thống bạch huyết. Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hóa học để làm giảm dự trữ kiềm trong máu gây rối loạn chuyển hóa đường và protêin, gây thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe2+ (hòa tan) thành Fe3+ (kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển oxi của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở. H2SO3, H2SO4 có trên bề mặt dược liệu và thực phẩm khi vào cơ thể người cũng gây tác hại như người hít phải khí SO2.
Tình huống 9: Mưa axit
Hãy xem đoạn phóng sự [59] về mưa axit được phát sóng trong chương trình 24h sống xanh trên VTV2, đài truyền hình Việt Nam.
Hình 2.11. Phóng sự hiện tượng mưa axit
Trong cuộc đối thoại trong phóng sự, Tiến sĩ Dương Hồng Sơn, chuyên gia về giám sát lắng đọng axit có nói biện pháp làm giảm hiện tượng mưa axit:
Cần có biện pháp làm giảm bớt khí thải trong ngành giao thông vận tải. Các phế thải nông nghiệp không nên đốt mà nên tái sử dụng.
Vậy, mưa axit là gì? Nguyên nhân nào gây ra mưa axit? Tác hại của nó ra sao? Ở Việt Nam có mưa axit hay không? Tại sao phải sử dụng các biện pháp như Tiến sĩ Dương Hồng Sơn đưa ra để giảm hiện tượng mưa axit.
Gợi ý trả lời:
- Khái niệm mưa axit: Mưa axit là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5,6. Đây là hậu quả của quá trình phát triển sản xuất con người tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác.
- Nguyên nhân hình thành mưa axit:
Nguyên nhân chủ yếu là các loại oxit nitơ (N2O, N2O3, N2O4…) và oxit lưu huỳnh (SO, SO2, SO3). Những loại oxit này tạo nên những loại axit mạnh nhất là axit nitric (HNO3), và axit sulfuric (H2SO4).
+ Từ tự nhiên: phun trào của núi lửa, hay các đám cháy…
+ Từ con người: các phương tiện giao thông, các nhà máy nhiệt điện dùng than, các thiết bị công nghiệp, khai khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí SOX và NOX.
- Biện pháp làm giảm mưa axit như chuyên gia đưa ra là vì
+ Các phương tiện giao thông vận tải phát thải khói có chứa nhiều khí SO2, SO3, NOx, …
+ Đốt phế thải nông nghiệp như rơm rạ, do nông dân kém hiểu biết cho rằng để có tro bón ruộng, song thực tế khi đốt rơm rạ sẽ xảy ra sự nhiệt phân không hoàn toàn
sẽ tạo các khí độc CO, CO2, SO2… rất nguy hại cho sức khỏe và gây ô nhiễm môi trường.
Tình huống 10: Tạt axit là một trong những hành vi bạo lực đáng lên án trong xã hội ngày nay. Nạn nhân của hành động ấy phải đối mặt với các chấn thương, tổn hại về cả sức khỏe, thể chất lẫn tâm lý, tinh thần. Mới đây, cộng đồng dư luận đang rất phẫn nộ trước hành vi tạt axit trả thù tình khiến 8 người bị thương tại TP. Hồ Chí Minh. Nạn