8. Đóng góp
2.4.1. Thí nghiệm 1: Sử dụng cồn để xóa vết mực bút lông bảng
Phân loại thí nghiệm: Thí nghiệm trong cuộc sống.
Mục đích của thí nghiệm:
- HS trình bày được tính tan vào nhau của các hợp chất hữu cơ có trong vật dụng, đồ dùng quen thuộc trong cuộc sống.
- HS giải thích được vì sao không dùng nước mà dùng cồn mới có thể xóa được mực bút lông bảng lâu ngày hoặc mực bút lông dầu.
Dụng cụ - Cốc thủy tinh (2 cái)
Hóa chất - Cồn y tế 90o - Lọ mực bút lông dầu
Cách tiến hành thí nghiệm:
- Nhỏ mực bút lông dầu vào 2 cốc thủy tinh, tráng mực bên trong cốc sao cho mực bám nhiều lên bề mặt trong của cốc, sau đó để yên cho mực khô khoảng 2 phút.
- Sau mực trong 2 cốc đã khô, rót cồn (lấy từ lọ cồn y tế 90o) vào khoảng một nửa cốc thứ nhất, cốc còn lại rót nước vào khoảng một nửa cốc, sau đó để yên khoảng 1 phút, lắc đều. Quan sát phần dính mực được ngâm trong nước và cồn.
- Đem đổ hết phần chất lỏng trong 2 cốc đi, quan sát và so sánh vết mực dính trên bề mặt trong của cốc.
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm: Có thể thực hiện thí nghiệm trên các bề mặt trơn khác như bảng bút lông, nền gạch, kính, …
Hiện tượng xảy ra: Phần mực khô ở cốc chứa cồn bị tan ra, phần mực khô ở cốc chứa nước không bị tan ra.
Giải thích hiện tượng:
- Mực bút lông hoặc bút lông dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ kém phân cực được hòa tan trong dung môi alcohol.
- Nước là dung môi phân cực, không hòa tan được các hợp chất hữu cơ kém phân cực, cồn chứa ethylic alcohol có thể hòa tan được các hợp chất hữu cơ trong mực và làm sạch được vết mực khô hoặc mực bút lông dầu.
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 4: Bài 20: Mở đầu về hóa học hữu cơ;
+ Hóa học 11, Chương 8: Bài 40: Alcohol.
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình GDPT mới: + Hóa học 11, Chủ đề: Đại cương hóa học hữu cơ; nội dung: Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ.
+ Hóa học 11, Chủ đề: Dẫn xuất Halogen – Alcohol – Phenol; nội dung: Alcohol.
- 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 tính tan vào nhau của các hợp chất hữu cơ.
Hình 2.2. Hai cốc được rót nước, rượu (trái) vào và sau khi đem đổ hỗn hợp chất lỏng (phải)
+ Phương pháp đối chứng: GV giới thiệu cho HS thí nghiệm kiểm tra tính tan vào nhau của các hợp chất hữu cơ.
Các câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải:
1. Nêu hiện tượng xảy ra khi lần lượt nhỏ xăng vào cồn 90o và nước?
→ Lời giải: Khi nhỏ xăng vào cồn thấy tạo thành dung dịch đồng nhất do cồn (chứa lượng lớn ethylic alcohol) tan được trong xăng (chứa các hydrocarbon). Khi nhỏ xăng vào nước thấy tách lớp, xăng nổi trên trên do xăng (chứa các hydrocarbon, là dung môi kém phân cực) không tan trong nước (là một dung môi phân cực).
2. Trong cuộc sống hàng ngày, ngoài việc sử dụng cồn có thể dùng các dung dịch quen thuộc nào khác để chùi sạch vết mực bút lông khô hoặc mực bút lông dầu?
→ Lời giải: Có thể dùng các dung dịch chứa alcoholhoặc hợp chất hữu cơ kém phân cực như dung dịch sát khuẩn tay, rượu, bia, nước hoa quả lên men (chứa ethylic alcohol), xăng, dầu hỏa (chứa các hydrocarbon).
2.4.2. Thí nghiệm 2: Tạo ngọn lửa bằng bọt xịt côn trùng
Phân loại thí nghiệm: Thí nghiệm trong cuộc sống, thí nghiệm mô phỏng
- Mô phỏng lại màn ảo thuật “Bàn tay cháy”.
Mục đích của thí nghiệm:
- HS trình bày được tính dễ cháy của hydrocarbon.
- HS trình bày được thành phần chính của bọt xịt côn trùng.
Dụng cụ, hóa chất:
Dụng cụ - Giấy, chậu thủy tinh, bật lửa, diêm, kẹp gỗ
Hóa chất - Xà phòng - Bọt xịt côn trùng
Cách tiến hành thí nghiệm: Hòa tan xà phòng vào xô nước, sau đó dùng bình xịt côn trùng xịt hơi vào xô nước xà phòng đến khi xà phòng bông lên đầy bọt mịn. Dùng tay (đeo găng tay) múc bọt để lên một tờ giấy, dùng kẹp gỗ kẹp lấy que diêm, châm lửa đốt que diêm sau đó đưa tới gần đám bọt. Quan sát hiện tượng xảy ra.
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm: Khi thực hiện bước châm lửa gần đám bọt cần phải cẩn thận đứng xa tờ giấy chứa bọt mịn, đeo găng tay, tránh xa các đồ vật dễ bắt lửa, dễ cháy.
Hiện tượng xảy ra: Lửa bén ngay lập tức tạo ngọn lửa lớn ngay trên tờ giấy.
Giải thích hiện tượng:
- Khi xịt hơi gas từ bình xịt côn trùng vào nước xà phòng sẽ tạo thành các bọt mịn chứa các khí gas ở trên bề mặt. Các khí gas này chủ yếu là các alkane khí gồm propane (C3H8) và butane (C4H10).
- Khi đưa ngọn lửa tới gần bọt mịn, các alkane trong bọt ngay lập tức bị đốt cháy, tỏa nhiệt và tạo ra ngọn lửa lớn theo phương trình phản ứng:
CxHy + 4𝑥+𝑦
2 O2 → xCO2 + 𝑦
2 H2O
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 4: Bài 20: Mở đầu về hóa học hữu cơ;
+ Hóa học 11, Chương 5: Bài 25: Ankan.
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình GDPT mới: + Hóa học 11, Chủ đề: Đại cương hóa học hữu cơ; nội dung: Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ.
Hình 2.3. Ngọn lửa lớn tạo ra khi đưa que diêm đến gần bọt mịn trên tờ giấy
+ Hóa học 11, Chủ đề: Hydrocarbon; nội dung: Alkane;
- 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 tính chất vật lí và khả năng cháy của hydrocarbon.
+ Phương pháp đối chứng: GV giới thiệu cho HS thí nghiệm kiểm tra tính chất vật lí và khả năng cháy của hydrocarbon.
+ Phương pháp nêu vấn đề: GV chiếu cho HS xem video về ảo thuật “Bàn tay cháy”, 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. Bật lửa gas có cấu tạo gồm 2 phần: phần đánh lửa và phần chứa gas. Ở phần chứa gas có chứa butane được hóa lỏng ở áp suất cao. Khi sử dụng, ta nhấn nắp cho khí butane bay ra ngoài sau đó lăn bánh đá ở bộ phận đánh lửa sẽ tạo ra được ngọn lửa. Bằng sự hiểu biết về hóa học, hãy giải thích cơ chế hoạt động của bật lửa gas.
→ Lời giải: Khi nhấn nắp của bật lửa, sự chênh lệch áp suất ở ngoài và trong thân bật lửa khiến butane từ trạng thái lỏng ngay lập tức chuyển thành khí. Khi lăn bánh đá ở bộ phận đánh lửa sẽ tạo ra tia lửa đốt cháy khí butane bay ra và tạo nên ngọn lửa do khí butane dễ cháy và khi cháy tỏa nhiều nhiệt:
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
2. Ở trong các cây xăng dầu, người ta cấm sử dụng những vật dụng tạo ngọn lửa hoặc điện thoại di động. Hãy giải thích vấn đề trên dưới góc độ hóa học.
→ Lời giải: Xăng chứa các hydrocarbon dễ bay hơi, do đó ở cây xăng có rất nhiều hơi xăng xung quanh. Khi sử dụng vật dụng tạo ngọn lửa hoặc điện thoại di động (sóng điện thoại có thể tạo ra tia lửa điện) sẽ có nguy cơ đốt cháy các hydrocarbon trong hơi xăng gây ra hỏa hoạn.
2.4.3. Thí nghiệm 3: Tính tan của benzene trong các dung môi
Phân loại thí nghiệm: Thí nghiệm cải tiến.
- Thí nghiệm cải tiến đảm bảo an toàn cho người thực hiện khi có sử dụng benzene trong bài thí nghiệm.
- HS trình bày được tính tan của benzene trong các dung môi thông dụng.
- HS trình bày được trạng thái tồn tại, màu sắc của benzene.
Dụng cụ, hóa chất: Dụng cụ - Ống nghiệm hai nhánh và nút đậy (4 cái) - Kẹp gỗ (4 cái), đèn cồn - Giá ống nghiệm, đũa thủy tinh
Hóa chất - Benzene, xăng, dầu ăn, rượu gạo, nước - Paraffin
Cách tiến hành thí nghiệm:
- GV chuẩn bị cho HS trước các ống nghiệm:
+ Nhỏ vào lần lượt nhánh dài của 4 ống nghiệm các dung môi nước, xăng A95, dầu ăn, rượu gạo.
+ Nhỏ vào nhánh ngắn của 4 ống nghiệm trên một ít benzene lỏng.
+ Sau khi đã nhỏ xong các chất vào ống nghiệm hai nhánh, đậy nút đậy để bịt kín miệng ống nghiệm, sử dụng đũa thủy tinh trét kín paraffin xung quanh nút đậy để ngăn chặn hóa chất đổ ra ngoài.
- HS tiến hành thí nghiệm:
+ HS quan sát trạng thái, màu sắc của benzene ở điều kiện thường.
+ HS kiểm tra tính tan trong các dung môi của benzene bằng cách dùng kẹp gỗ nghiêng ống nghiệm hai nhánh sao cho benzene ở nhánh ngắn đổ hết vào các dung môi ở nhánh dài. Quan sát hiện tượng.
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm:
- GV khi chuẩn bị thí nghiệm cho HS cần đeo khẩu trang và găng tay, tránh tiếp xúc trực tiếp benzene và hít hơi benzene.
- GV cần kiểm tra kĩ xem paraffin đã bịt kín phần giữa miệng ống nghiệm và nút đậy hay chưa, tránh việc hóa chất độc hại đổ ra ngoài. GV chỉ nên sử dụng lượng ít benzene, không sử dụng quá nhiều.
- GV yêu cầu các HS dùng kẹp gỗ kẹp cố định ống nghiệm rồi nghiêng ống sao cho benzene đổ hết vào các dung môi, không dùng tay cầm trực tiếp ống nghiệm.
Hiện tượng xảy ra:
- Benzene là chất lỏng, không màu ở điều kiện thường.
- Sau khi nghiêng ống cho benzene đổ hết vào các dung môi thấy ống benzene và nước bị tách lớp, các ống còn lại tạo thành dung dịch đồng nhất.
Giải thích hiện tượng:
- Benzene là hợp chất hữu cơ không phân cực, do đó tan nhiều trong các dung môi kém phân cực như xăng (chứa các hydrocarbon), rượu gạo (chứa C2H5OH), dầu ăn (chứa chất béo) nên ở các ống nghiệm này tạo thành dung dịch đồng nhất.
- Nước là dung môi phân cực nên không hòa tan được benzene, do đó ở ống nghiệm này tách thành hai lớp, benzene nhẹ hơn nổi lên trên và nước ở lớp dưới.
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 4: Bài 20: Mở đầu về hóa học hữu cơ; + Hóa học 11, Chương 7: Bài 35: Benzene và đồng đẳng.
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình GDPT mới:
Hình 2.4. Hình ảnh sau khi đổ benzene từ nhánh ngắn sang các dung môi ở nhánh dài, lần lượt từ trái sang phải là nước, xăng, dầu ăn, rượu gạo
+ Hóa học 11, Chủ đề: Đại cương hóa học hữu cơ; nội dung: Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ;
+ Hóa học 11, Chủ đề: Hydrocarbon; nội dung: Arene (Hydrocarbon thơm).
- 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 tính tan của benzene trong các dung môi thông thường.
+ Phương pháp đối chứng: GV giới thiệu cho HS thí nghiệm kiểm tra tính tan của benzene trong các dung môi thông thường.
Các câu hỏi liên quan đến thí nghiệm và lời giải:
1. Nêu và giải thích hiện tượng khi nhỏ toluene lần lượt vào các ống nghiệm chứa dung môi nước, dầu hỏa, dầu dừa, cồn y tế 90o.
→ Lời giải: Nhỏ toluene vào ống nghiệm chứa nước thấy dung dịch phân lớp, các ống nghiệm chứa các dung môi còn lại tạo dung dịch đồng nhất.
Toluene là hợp chất kém phân cực, không tan trong nước (dung môi phân cực) nên tạo thành 2 lớp, toluene nhẹ hơn nên nổi lên trên, nước ở lớp dưới.
Toluene tan được trong các dung môi kém phân cực khác: dầu hỏa (chứa các hydrocarbon), dầu dừa (chứa chất béo) và cồn y tế 90o (chứa ethylic alcohol).
2.4.4. Thí nghiệm 4: Thử tài tách chất
Phân loại thí nghiệm: Thí nghiệm trong cuộc sống.
Mục đích của thí nghiệm:
- HS trình bày và ứng dụng phương pháp chiết để tách các chất lỏng không hòa
tan vào nhau trong đời sống.
Dụng cụ, hóa chất:
Dụng cụ - Cốc thủy tinh (5 cái) - Bộ phễu chiết - Giá sắt
Hóa chất - Dầu ăn - Xăng - Nước
Cách tiến hành thí nghiệm:
+ Cốc thứ nhất: Rót vào nước và xăng (không rót quá nhiều);
+ Cốc thứ hai: Rót vào nước và dầu ăn (không rót quá nhiều). - Nhận xét về tính tan vào nhau của các chất lỏng trên.
- Thực hiện tách thành ba cốc chất lỏng riêng biệt (nước, dầu ăn và xăng) từ hai
cốc thủy tinh chứa: Nước, xăng và nước, dầu ăn ở trên bằng bộ phễu chiết lắp trên giá sắt.
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm:
- Khi mở khóa phễu chiết cho chất lỏng chảy xuống, phải mở nút đậy của phễu chiết ra. Khi lớp chất lỏng phía dưới gần chảy xuống hết, vặn khóa phễu cho chất lỏng chảy từ từ. Loại bỏ hỗn hợp ở phần tiếp túc giữa hai lớp chất lỏng, sau đó tiếp tục thu lớp chất lỏng còn lại.
- Không sử dụng các chất lỏng (nước, xăng, dầu ăn) quá nhiều.
Hiện tượng xảy ra:
- Ở cốc thứ nhất có hai lớp chất lỏng, lớp trên là xăng, lớp dưới là nước. Ở cốc thứ hai có hai lớp chất lỏng, lớp trên là dầu ăn, lớp dưới là nước.
- Sau khi sử dụng bộ phễu chiết để tách chất, thu được ba cốc chất lỏng riêng biệt chứa lần lượt xăng, dầu ăn và nước.
Giải thích hiện tượng:
- Ở cốc thứ nhất có hai lớp chất lỏng, lớp trên là xăng, lớp dưới là nước do xăng không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên xăng nổi lên trên.
- Ở cốc thứ hai có hai lớp chất lỏng, lớp trên là dầu ăn, lớp dưới là nước do dầu ăn không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên xăng nổi lên trên.
- Do các chất lỏng ở hai cốc không tan vào nhau nên ta có thể sử dụng phương pháp chiết để tách riêng biệt các chất lỏng này.
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 4: Bài 20: Mở đầu về hóa học hữu cơ; + Hóa học 11, Chương 5: Bài 25: Ankan.
Hình 2.5. Hai cốc chứa nước, xăng (cốc 1) và nước, dầu ăn (cốc 2) và ba cốc để thu các lớp chất lỏng trước khi tách bằng phễu chiết
- Vị trí bài học có thể áp dụng thí nghiệm trong chương trình GDPT mới:
+ Hóa học 11, Chủ đề: Đại cương hóa học hữu cơ; nội dung: Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ, Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ;
+ Hóa học 11, Chủ đề: Hydrocarbon; nội dung: Alkane;
+ Hóa học 11, Chuyên đề học tập 11.3: Dầu mỏ và chế biến dầu mỏ, nội dung: Sản xuất dầu mỏ và vấn đề môi trường.
- 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 tính tan vào nhau của các hợp chất hữu cơ.
+ Phương pháp đối chứng: GV giới thiệu cho HS thí nghiệm kiểm tra tính tan vào nhau của các hợp chất hữu cơ. GV có thể tổ chức HS thi tài tách chất từ hỗn hợp