8. Đóng góp
2.4.5. Thí nghiệm 5: Ảo thuật: Đốt cháy nước đá
Phân loại thí nghiệm: Thí nghiệm trong cuộc sống, thí nghiệm mô phỏng.
Mục đích của thí nghiệm:
- HS trình bày được phương pháp điều chế acetylene từ đất đèn và tính dễ cháy của acetylene; ứng dụng của acetylene trong đời sống như hàn cắt kim loại, ủ trái cây.
- HS mô phỏng và giải thích được màn ảo thuật "Đốt cháy nước đá".
Dụng cụ, hóa chất:
Dụng cụ - Chậu thủy tinh (2 cái) - Cốc thủy tinh (1 cái) - Kẹp gỗ
Hóa chất - Dung dịch phenolphtalein - Đất đèn, đá lạnh - Mảnh giấy
Cách tiến hành thí nghiệm:
- Cho khoảng 3 – 4 viên đất đèn nhỏ đặt cách xa nhau trong đáy chậu thủy tinh, sau đó cho đá lạnh (viên nhỏ hoặc viên to vừa phải) vào đến khi lấp đầy chậu thủy tinh. - Dùng kẹp gỗ kẹp mảnh giấy, đốt cháy mảnh giấy rồi đưa phần giấy đang cháy tới trên miệng chậu thủy tinh đến khi giấy cháy hết. Quan sát hiện tượng xảy ra. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein vào trong chậu thủy tinh, quan sát sự đổi màu.
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm:
- Dùng các viên đất đèn nhỏ, không dùng viên lớn và đặt cách xa nhau, không đặt tụ lại một chỗ trong đáy chậu thủy tinh.
- Không thực hiện trong các vật đựng có miệng nhỏ như cốc thủy tinh vì có thể gây ra tiếng nổ to.
- Khi đưa mảnh giấy cháy đến miệng chậu thủy tinh cần giữ khoảng cách tới chậu, tránh bị ngọn lửa dây vào người.
- Sau khi cho đất đèn vào đáy chậu rồi lấp đầy chậu thủy tinh bằng đá lạnh thấy trên các viên đất đèn có sủi bọt khí không màu.
- Khi đưa mảnh giấy đang cháy tới miệng chậu thủy tinh ngay lập tức có ngọn lửa bùng lên. Sau khi giấy cháy hết, ngọn lửa vẫn tiếp tục bùng lên giống như nước đá đang cháy.
- Nhỏ dung dịch phenolphtalein vào chậu thấy dung dịch hóa hồng.
Giải thích hiện tượng:
- Đất đèn có thành phần chính là C2H2 khi gặp nước đá lạnh sẽ bị hòa tan giải phóng khí acetylene C2H2 không màu theo phương trình phản ứng:
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Hình 2.8. Sau khi cho đất đèn và đá lạnh vào chậu thủy tinh, đưa tờ giấy đang cháy lên miệng chậu thấy có ngọn lửa cháy, bốc lên từ đá lạnh
- Khí acetylene sinh ra dễ cháy, khi cháy tỏa nhiệt mạnh, do đó khi đưa mảnh giấy đang cháy tới miệng chậu thủy tinh thấy có ngọn lửa bùng lên, khí acetylene liên tục được tạo ra giúp duy trì được ngọn lửa.
- Dung dịch trong chậu thủy tinh có chứa dung dịch base Ca(OH)2, do đó khi nhỏ dung dịch phenolphtalein vào chậu thì bị hóa hồng.
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 11, Chương 6: Bài 32: Ankin.
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình GDPT mới: Hóa học 11, Chủ đề: Hydrocarbon; nội dung: Hydrocarbon không no.
- 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 điều chế acetylene từ đất đèn, phản ứng đốt cháy acetylene.
+ Phương pháp đối chứng: GV giới thiệu cho HS thực hiện thí nghiệm mô phỏng ảo thuật “Đốt cháy nước đá", kiểm chứng phản ứng điều chế acetylene từ đất đèn và phản ứng đốt cháy acetylene.
+ Phương pháp nêu vấn đề: GV chiếu cho HS xem video về ảo thuật “Đốt cháy nước đá”, sau đó hướng dẫn cho HS mô phỏng lại thí nghiệm để giải thích.
Các câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải:
1. Ở Việt Nam, để khiến một số loại trái cây chín đều, đẹp, các tiểu thương bán hoa quả chủ yếu sử dụng phương thức ủ trái cây truyền thống bằng đất đèn. Bằng sự hiểu biết về hóa học, em hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của phương pháp ủ đất đèn trên. Phương pháp trên có an toàn không? Vì sao?
→ Lời giải: Khi ủ hoa quả bằng đất đèn (chứa nhiều CaC2), đất đèn sẽ phản ứng với nước tạo ra khí acetylene (C2H2) theo phương trình phản ứng:
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Khí acetylene sinh ra có tác dụng kích thích trái cây nhanh chín. Tuy nhiên, phương pháp trên không an toàn do ngoài khí acetylene, đất đèn còn tạo ra nhiều khí độc khác nên có thể khiến trái cây bị nhiễm độc.
2. Đèn xì oxygen – acetylene thường được sử dụng để hàn cắt kim loại trong việc sửa chữa, xây dựng công trình, tàu thủy,… Vì sao đèn xì oxygen – acetylene có các ứng dụng đó? Viết phương trình phản ứng xảy ra khi đèn xì oxygen – acetylene hoạt động.
→ Lời giải: Đèn xì oxygen – acetylene dựa vào cơ sở phản ứng cháy của acetylene trong khí oxygen nguyên chất:
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
Khí acetylene cháy trong khí oxygen nguyên chất tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ rất cao, tỏa nhiệt mạnh do đó có khả năng hàn cắt các kim loại.