9. Cấu trúc khóa luận
2.2.4. Hệ thống bài tập hóa học theo chủ đề
2.2.4.1. Hệ thống bài tập tự luận
❖Đại cương về Hóa học hữu cơ
Bài 1: Ngày nay, các loại thực phẩm hữu cơ (Organic food) càng trở nên quen thuộc với người tiêu dùng Việt Nam. Nó đang là xu thế - mốt tiêu dùng thực phẩm lành
62 mạnh của người tiêu dùng. Tại sao thực phẩm hữu cơ có giá thành cao vẫn được nhiều người ưu tiên sử dụng?
Hướng dẫn: Thực phẩm hữu cơ là nông sản không dùng thuốc trừ sâu và phân bón hóa học. Thông thường, thực phẩm hữu cơ ngoài thị trường sẽ có giấy chứng nhận an toàn, quy trình trồng cây hữu cơ được làm cỏ bằng tay, bắt sâu thủ công, bón các loại phân hữu cơ và không sử dụng chất kích thích sinh trưởng, chất biến đổi gen và chất bảo quản nên an toàn cho sức khỏe người sử dụng hơn.
Bài 2: Năm 2008 tại Trung Quốc đã phát hiện trong một số loại sữa có nhiễm melamine. Đưa melamine vào thực phẩm sẽ cho chỉ số nitrogen toàn phần cao gây ra sự hiểu lầm rằng hàm lượng đạm cao, tuy nhiên nitrogen trong melamine không có giá trị dinh dưỡng như nitrogen trong protein và nếu tích tụ nhiều lượng melamine trong cơ thể sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Khi phân tách melamine có trong sữa thu được các số liệu sau: 28,57% C; 4,76% H và 66,67% N.
a) Xác định công thức đơn giản nhất của melamine.
b) Xác định CTPT của melamine, biết có 6 nguyên tử N trong phân tử.
Hướng dẫn:
a) Công thức đơn giản nhất của melamine là: CH3N2. b) CTPT của melamine là C3H6N6.
Bài 3: Khi oxy hóa hoàn toàn 1,36 gam oxymen có trong tinh dầu húng quế (được dùng làm hương liệu trong công nghiệp sản xuất kẹo, bánh, kem đánh răng,..) thu được 4,4 gam CO2 và 1,44 gam H2O. Tính thành phần % khối lượng của mỗi nguyên tố trong phân tử X.
Hướng dẫn:
%C = 4,4 × 12
44 × 1,36×100% = 88,24% %H = 1,44. 2
18 × 1,36×100% = 11,76% %C + %H = 100% ⇒ không có oxygen trong oxymen.
Bài 4: Phân tích định lượng vitamin A (Retinol) và vitamin C cho kết quả sau:
Vitamin A Vitamin C
63
%H 10,49 4,55
%O 5,59 54,54
Hãy lập công thức đơn giản nhất của mỗi chất và tìm CTPT biết khối lượng phân tử của vitamin A không quá 300g/mol, trong vitamin C có 6 nguyên tử oxygen.
Hướng dẫn:
- Vitamin A: CxHyOz
x : y : z = 83,92
12 = 10,49
1 = 5,5916 = 6,993 : 10,490 ; 0,349 = 20 : 30 : 1 ⇒ Công thức đơn giản nhất của vitamin A là C20H30O
CTPT: (C20H30O)n , M = 286.n < 300 ⇒ n = 1. CTPT của vitamin A là: C20H30O - Vitamin C: CxHyOz x : y : z = 40,91 12 = 4,45 1 = 54,5416 = 3,409 : 4,550 : 3,409 = 3 : 4 : 3 ⇒ Công thức đơn giản nhất của vitamin A là C3H4O3
CTPT: (C3H4O3)n, vitamin C có 6 oxygen ⇒ n = 2 CTPT của vitamin C là: C6H8O6.
❖Hydrocarbon
Bài 5: Trứng gà là một trong những loại thực phẩm khó bảo quản lâu dài, các chuyên gia Nga đã tìm ra phương pháp bảo quản trứng gà bằng paraffin giúp giữ nguyên phẩm chất của trứng trong thời gian từ 10 đến 12 tháng. Tại sao sử dụng paraffin có thể giúp bảo quản trứng được lâu hơn?
Hướng dẫn: Trước hết trứng sẽ được nhúng vào một bể chứa paraffin, sau đó xếp trứng vào buồng chứa ozone trong một thời gian nhất định. Ozone sẽ oxy hóa lớp paraffin trên vỏ trứng, biến nó thành một lớp màng bảo vệ có tính sát khuẩn cao, giúp trứng được bảo quản lâu hơn. Lớp màng bảo vệ này giúp bịt kín các lỗ nhỏ trên vỏ trứng, hạn chế sự xâm nhập của vi khuẩn và bốc hơi từ trứng.
64
Bài 6: Ethylene là chất được dùng để kích thích trái cây mau chín. Nó cũng là một trong các sản phẩm sinh ra khi trái cây chín. Em hãy cho biết điều gì sẽ xảy ra khi để những trái cây chín bên cạnh các trái xanh?
Hướng dẫn: Khi để trái chín cạnh trái xanh thì khí ethylene C2H4 sinh ra từ trái cây chín sẽ kích thích những trái cây xanh nhanh chín hơn.
Bài 7: Để trái cây nhanh chín và có màu sắc đẹp các vựa trái cây thường sử dụng đất đèn để rấm trái cây. Bằng kiến thức hóa học em hãy giải thích tại sao đất đèn được dùng để rấm trái cây?
Hướng dẫn: Khi để đất đèn (CaC2) ngoài không khí, nó có thể tác dụng với hơi nước trong không khí tạo thành C2H2.
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
C2H2 có tác dụng kích thích trái cây mau chín. Ngoài ra, phản ứng giữa đất đèn với hơi nước là phản ứng tỏa nhiệt cũng góp phần giúp trái cây mau chín.
Bài 8: Vì sao ăn trái cây được làm chín bằng đất đèn gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người sử dụng?
Hướng dẫn: Ủ trái cây bằng đất đèn hay xịt khí acetylene tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe và sự an toàn cho người sử dụng có thể gây ra các bệnh về đường tiêu hóa và hô hấp. Khi đất đèn tác dụng với nước sẽ sinh ra khí acetylene, khí acetylene sinh ra từ đất đèn không gây ngộ độc lắm nếu chỉ tiếp xúc ở nồng độ thấp dưới 2,5% trong khoảng thời gian ngắn dưới một giờ. Nhưng nếu tiếp xúc ở nồng độ trên 33%, con người có thể bị ngất xỉu. Ngoài ra, khí acetylene có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người trong một thời gian dài sử dụng.
Các triệu chứng khi bị ngộ độc acetylene là khát nước, khó nuốt, ói mửa và cảm giác ngứa ngáy ở miệng, cổ họng hay mũi và đặc biệt có thể làm hỏng mắt vĩnh viễn,… Ngoài ra trong đất đèn còn có một lượng nhỏ arsenic (As) và phosphorus hydride (PH3). Khi ăn trái cây có nhiễm arsenic và phosphorus hydride có thể bị khó chịu trong dạ dày và rối loạn tiêu hóa, về lâu dài có thể bị tiêu chảy, viêm loét dạ dày và tá tràng. Trái cây ủ đất đèn có thể còn dư lượng của arsenic và phosphorus hydride, vì vậy trước khi ăn nên rửa kĩ trái cây dưới vòi nước chảy, tốt nhất là nên gọt bỏ vỏ.
65
Bài 9: Hiện nay trên thị trường các vựa trái cây thường sử dụng đất đèn (CaC2) dùng kích thích trái cây mau chín gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Để đảm bảo an toàn cho sức khỏe, khi sử dụng trái cây mua bên ngoài về chúng ta cần làm gì?
Hướng dẫn: Trái cây ủ đất đèn có thể còn dư lượng của arsenic và phosphor hydride, vì vậy trước khi ăn nên rửa kỹ trái cây dưới vòi nước chảy, ngâm trái cây với nước muối hoặc thuốc tím và tốt nhất là nên gọt bỏ vỏ.
Bài 10: Trước kia thuốc trừ sâu 666 (C6H6Cl6) được sử dụng rộng rãi trong nền nông nghiệp nhưng do chất này có độc tính cao và phân hủy chậm nên đã bị cấm sử dụng. Viết phương trình điều chế thuốc trừ sâu 666 từ CH4.
Hướng dẫn: 2CH4 15000C → C2H2 + 3H2 3C2H2 C,6000C → C6H6 C6H6 a's → C6H6Cl6
❖Dẫn xuất Halogen - Alcohol – Phenol.
Bài 11: Rượu được sản xuất từ quá trình lên men từ tinh bột của các loại ngũ cốc, dịch đường của cây và hoa quả. Em hãy cho biết tác hại khi sử dụng rượu ở liều lượng lớn và thường xuyên?
Hướng dẫn: Thành phần chính của rượu là ethanol (C2H5OH), khi sử dụng một lượng vừa phải thì sẽ hỗ trợ cho việc tiêu hóa và có lợi cho sức khỏe. Tuy nhiên ở liều lượng lớn alcohol có thể dẫn đến tình trạng say alcohol hoặc ngộ độc alcohol cấp tính và các tình trạng nguy hiểm cho sức khỏe như: nôn ọe, khó thở, lạnh, đột tử hoặc gây nghiện dẫn đến tổn thương gan, não nếu sử dụng thường xuyên. Nghiện rượu có thể gây ra bệnh suy dinh dưỡng, giảm thị lực.
Bài 12: Methanol được biết đến là chất rất độc, chỉ một lượng nhỏ vào cơ thể có thể gây mù lòa, lượng lớn có thể gây tử vong. Tại sao rượu methanol có thể gây ngộ độc cho người sử dụng?
Hướng dẫn: Methanol được lên men từ nguyên liệu có chứa cellulose, methanol nguyên chất có độc và không dành để uống. Khi vào cơ thể, methanol dễ dàng hấp thụ qua ruột, da vào phổi. Hóa chất này có độc tính thấp nhưng vào cơ thể sẽ bị oxy hóa
66 tạo thành formaldehyde rồi tiếp tục bị oxy hóa ở gan tạo thành acid formic. Chính chất này gây ngộ độc cho gan, thận gây ra suy thận, viêm gan và toan máu. Liều lượng methanol gây mù lòa và gây chết người được báo cáo là <0,1 ml/kg.
CH3OH + [O] → HCHO + H2O
Bài 13: Những ngày cận tết nguyên đán, một số bệnh viện ghi nhận các trường hợp ngộ độc rượu nặng, trong đó có trường hợp đã tử vong do sử dụng phải rượu giả. Tại sao rượu giả có thể gây ngộ độc và chết người?
Hướng dẫn: Để thu được nhiều rượu (ethanol) người ta thêm nước vào pha loãng ra nhưng vì vậy rượu nhạt đi người uống sẽ không thích nên họ pha thêm một ít methanol làm nồng độ rượu tăng lên. Chính methanol gây ngộ độc, khi vào cơ thể vào cơ thể sẽ bị oxy hóa tạo thành formaldehyde rồi tiếp tục bị oxy hóa ở gan tạo thành acid formic. Nó không chuyển hóa và đào thải bình thường mà được chuyển thành chất gây độc hệ thần kinh, gan, vàng da, viêm gan nhiễm độc, hôn mê, viêm thần kinh thị giác dẫn đến mù,…
CH3OH → HCHO → HCOOH
Bài 14: Tại sao dụng cụ thử nồng độ cồn của cảnh sát giao thông có thể phát hiện các lái xe đã uống rượu?
Hướng dẫn: Thành phần chính của các loại nước uống có cồn là rượu ethylic. Đặc tính của rượu ethylic là dễ bị oxy hóa. Có rất nhiều chất oxy hóa có thể tác dụng với rượu nhưng con người chọn một chất oxy hóa là chrome trioxide CrO3. Đây là một chất oxy hóa rất mạnh, là chất ở dạng kết tinh thành tinh thể màu đỏ thẫm. Một oxide CrO3 khi gặp rượu ethylic sẽ bị khử thành oxide Cr2O3 là hợp chất màu lục thẫm.
Các cảnh sát giao thông sử dụng các dụng cụ phân tích rượu ethylic có chứa CrO3. Khi tài xế hà hơi thở vào dụng cụ nếu trong hơi thở có hơi rượu sẽ xuất hiện màu lục thẫm. Dựa vào sự biến đổi màu sắc mà dụng cụ phân tích sẽ thông báo cho cảnh sát biết mức độ sử dụng rượu của tài xế.
Bài 15: Rượu và bia có đặc điểm gì giống và khác nhau?
67 Giống nhau: Rượu và bia đều là đồ uống chứa cồn và đều phải trải qua công đoạn lên men mới có thể thu được thành phẩm. Cả hai loại đều gây say cho người uống, tác động tới thể trạng, thần kinh của người uống.
Khác nhau:
Rượu Bia
Nguyên liệu Rượu được làm từ các nguyên liệu như gạo nếp, gạo tẻ, ngũ cốc, trái cây,… và men rượu.
Bia chủ yếu dùng nguồn nguyên liệu đại mạch và hoa bia (men bia).
Quy trình chế biến Chế biến trải qua quá trình ủ lên men, chưng cất bằng nồi nấu rượu cho ra thành phẩm rượu với nồng độ cồn và hương vị khác nhau.
Chế biến bia qua quá trình lên men đường cho thành phẩm bia và không chưng cất sau khi lên men.
Các loại thức uống có cồn được làm từ sự lên men đường không phải từ ngũ cốc (hoa quả hoặc mật ong) không được gọi là bia.
Bài 16: Vì sao rượu để càng lâu thì càng ngon và có giá trị càng cao?
Hướng dẫn: Quá trình lên men rượu từ đường là một quá trình phức tạp, diễn ra theo nhiều giai đoạn, trong đó có qua các giai đoạn trung gian tạo ra aldehyde. Aldehyde làm giảm chất lượng mùi vị của rượu, vì vậy nếu hàm lượng aldehyde càng thấp thì rượu càng ngon.
Rượu càng để lâu thì quá trình lên men rượu càng xảy ra hoàn toàn, các sản phẩm aldehyde trung gian cũng sẽ chuyển thành rượu, do đó rượu càng để lâu càng ngon.
Bài 17: Để rượu nho có chất lượng tốt, người ta thường chứa rượu trong các thùng gỗ và chôn sâu dưới lòng đất, càng sâu càng tốt. Hãy giải thích tại sao?
68
Hướng dẫn: Trên mặt đất, dù được bảo quản trong điều kiện tốt nhất thì vẫn không thể bằng chôn trong lòng đất – nơi mà lượng vi khuẩn hiếu khí, oxy đã giảm xuống mức thấp nhất, do vậy hạn chế việc chất hữu cơ trong rượu bị phân hủy với vi khuẩn và bị oxy hóa.
Mặt khác, chôn sâu trong đất nhiệt độ cũng ổn định hơn là bảo quản trên mặt đất (trừ trường hợp bảo quản trong tủ ôn). Do vậy, các chất hữu cơ trong rượu sẽ hạn chế bị phân hủy do tác động của nhiệt độ cao.
Bài 18: Rượu thuốc hay rượu dân tộc là tên gọi của các loại rượu rất phổ biến của ẩm thực Việt Nam truyền thống. Trong thành phần của “rượu thuốc” chứa nhiều hoạt tính sinh học được sản xuất bằng cách ngâm thảo dược, động vật với rượu trắng nồng độ cao. Cơ sở khoa học của việc ngâm rượu này là gì?
Hướng dẫn: Rượu là dung môi bán phân cực có khả năng hòa tan được các alkaloid, một số glycoside, tinh dầu, nhựa, ít hòa tan tạp chất nên có khả năng hòa tan chọn lọc. Có thể hòa tan với nước với bất kì tỉ lệ nào nên có thể pha loãng thành các nồng độ khác nhau theo yêu cầu chiết xuất từng dược liệu. Rượu cao độ làm đông vón chất nhầy, albumin, gôm, pectin nên được dùng để loại tạp chất. Rượu có nồng độ lớn hơn hoặc bằng 20% có khả năng ngăn cản nấm mốc, vi khuẩn phát triển.
Bài 19: Trên thị trường hiện nay, một số loại nước tương (xì dầu) đã bị cấm sử dụng do chứa lượng 3 – MCPD (3 – chloropropane – 1,2 – diol) vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Trong quá trình sản xuất nước tương, nhà sản xuất dung HCl thủy phân protein thực vật để làm tăng vị mặn và hương vị. Trong quá trình này còn có phản ứng thủy phân chất béo tạo ra glycerol. HCl tác dụng với glycerol sinh ra hỗn hợp hai đồng phân là 3 – MCPD và chất A. Hãy viết PTHH của phản ứng giữa glycerol và HCl và gọi tên chất A theo danh pháp quốc tế.
Hướng dẫn: CH2 – OH CH2 – Cl CH2 – OH CH – OH + 2HCl CH – OH + CH – Cl + 2H2O CH2 – OH CH2 – OH CH2 – OH (Glycerol) (3 – MCPD) (A) H+, t0
69 Chất A có tên gọi là: 2 – chloropropane – 1, 3 – diol.
Bài 20: Bia là loại thức uống chứa cồn ưa thích của người Việt Nam. Uống bia an toàn và có lợi cho sức khỏe nằm ở khoảng 1 – 3 đơn vị uống chuẩn (1 đơn vị uống chuẩn = 10g cồn). Với bia có độ cồn 5% và dung tích 330 ml, em hãy tính lượng bia giới hạn an toàn với sức khỏe con người?
Hướng dẫn:
Công thức tính lượng bia giới hạn an toàn:
Lượng bia giới hạn an toàn = Số đơn vị uống chuẩn Độ cồn (%)× dung tích uống
10 ( tương ứng 1 đv uống chuẩn)
5 (%) × 330 (ml) 2⁄3lon đến
30 ( tương ứng 3 đv uống chuẩn)
5(%)X 330 (ml) 2 lon
Giới hạn an toàn : 2 3⁄ lon đến 2 lon bia/ngày.
Bài 21: Cà rốt là loại củ có chứa đường và có hàm lượng vitamin A rất cao. Bạn Huyên rất thích ăn cà rốt sống vì cho rằng sẽ hấp thụ hết lượng vitamin A trong cà rốt giúp cơ thể khỏe mạnh. Theo em quan điểm của bạn Huyên có hợp lí hay không? Giải thích.
Hướng dẫn: Carotene trong cà rốt là nguồn sinh ra vitamin A. Tuy nhiên, đây là chất khó hấp thụ đối với cơ thể. Vì vậy, nếu ăn sống hay làm nộm thì 90% carotene không được hấp thụ. Bản chất carotene chỉ tan trong dầu mỡ nên việc ninh, nấu chín cà rốt với dầu mỡ hay thịt là cách tốt nhất để sử dụng triệt để lượng vitamin dồi dào trong loại củ này.
Bài 22: Sau chiến tranh, thực phẩm là con đường chính phơi nhiễm dioxin. Người dân sống tại các điểm nóng dioxin đã và đang phải đối mặt với những nguy cơ về sức khỏe do phơi nhiễm với dioxin tồn tại trong môi trường. Hãy nêu cách thức dioxin phơi nhiễm vào thực phẩm, CTCT của dioxin và tác hại của dioxin khi bị nhiễm trong thực