8. Đóng góp
2.4.15. Thí nghiệm 15: Sulfuric acid đặc oxi hóa carbohydrate
Phân loại thí nghiệm: Thí nghiệm cải tiến
- Cải tiến thí nghiệm giữa sulfiric acid đặc và carbohydrate so với chương trình hiện hành để thực hiện thí nghiệm an toàn, dễ dàng hơn.
Mục đích của thí nghiệm:
- HS trình bày được thành phần và tính chất của carbohydrate.
- HS trình bày được tính háo nước của sulfuric acid đặc, từ đó HS trình bày được sự nguy hiểm của sulfuric acid đặc và cách sử dụng acid này an toàn.
Dụng cụ - Cốc thủy tinh (1 cái) - Đũa thủy tinh
Hóa chất - Sulfuric acid (đặc) - Giấy mỏng
Cách tiến hành thí nghiệm: Vò tờ giấy mỏng rồi nhét vào đáy cốc thủy tinh. Nhúng đầu đũa thủy tinh vào dung dịch sulfuric acid đặc, sau đó đưa đầu đũa tiếp xúc với giấy trong cốc thủy tinh. Quan sát hiện tượng.
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm: Khi tiến hành thí nghiệm với sulfuric acid, cần phải thực hiện cẩn thận và phải đeo găng tay, khẩu trang.
Hiện tượng xảy ra: Giấy mỏng khi tiếp xúc với dung dịch sulfuric acid đặc ngay lập tức bị ăn mòn, hóa đen và tạo ra khí không màu bay lên.
Giải thích hiện tượng:
- Giấy mỏng có thành phần chính là cellulose (C6H10O5)n, khi gặp sulfuric acid đặc có tính háo nước sẽ hút hết nước trong cellulose tạo thành carbon có màu đen:
(C6H10O5)n
H2SO4 đặc
→ nC + 5nH2O
- Lượng H2SO4 đặc dư trên đũa thủy tinh tiếp tục oxi hóa carbon tạo khí sulfur dioxide (SO2) và carbon dioxide (CO2) không màu bay lên:
C + 2H2SO4 đặc → CO2 + 2SO2 + 2H2O
Hình 2.23. Giấy mỏng sau khi tiếp xúc đầu đũa thủy tinh dính dung dịch H2SO4 đặc
Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm và cách sử dụng thí nghiệm:
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình hiện hành: Hóa học 12, Chương 2: Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình GDPT mới: Hóa học 12, Chủ đề: Carbohydrate.
- Cách sử dụng: Sử dụng thí nghiệm này khi dạy bài mới bằng:
+ Phương pháp tổ chức cho HS nghiên cứu tính chất của các chất: Nghiên cứu phản ứng giữa carbohydrate và sulfuric acid đặc.
+ Phương pháp đối chứng: GV giới thiệu cho HS thí nghiệm kiểm tra khả năng phản ứng giữa carbohydrate và sulfuric acid đặc.
+ Phương pháp nêu vấn đề: GV giới thiệu vấn đề sulfuric acid đặc được dùng để tạt acid, phá hủy các đồ vật thông thường như giấy, gỗ, kim loại, … sau đó GV tổ chức cho HS tiến hành thí nghiệm mô phỏng sự phá hủy của carbohydrate đến giấy.
Các câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải:
1. Trong cuộc sống hàng ngày, có thể thay giấy mỏng bằng vật dụng hay chất nào để kiểm chứng tính háo nước của dung dịch sulfuric acid đặc?
→ Lời giải: Có thể thay giấy mỏng bằng đường ăn (chứa saccharose), bột gạo (chứa tinh bột), sợi bông (chứa cellulose), …
2. Khi lên phòng thí nghiệm, một bạn HS đã lỡ tay làm bắn một giọt dung dịch nitric acid vào trang sách. Vài ngày sau, bạn HS kiểm tra thấy nơi giọt acid bắn vào đã bị ăn mòn, hóa nâu. Hãy giải thích hiện tượng trên.
→ Lời giải: Giọt nitric acid (có tính oxi hóa mạnh) dính vào trang sách (chứa nhiều cellulose) sẽ oxi hóa, thủy phân cellulose tạo nên trang sách, do đó nơi giọt nitric acid bắn vào sẽ có hiện tượng bị ăn mòn, hóa nâu do tạo thành carbon.