Thí nghiệm hoá học 12
Chọn một mô phỏng để xem hiện tượng diễn ra — kéo, thả, đổi điều kiện và quan sát kết quả thay đổi.
Xà phòng hóa chất béo — (RCOO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃
Đun chất béo với NaOH đặc trong bát sứ trên kiềng sắt, khuấy liên tục bằng đũa thuỷ tinh: từng liên kết ester lần lượt đứt, mỗi lần một "cánh" acid béo tách ra thành phân tử xà phòng, đến khi cả 3 liên kết đứt thì glycerol mới tách khỏi khung — một chiều, không thuận nghịch. Kết thúc, đổ hỗn hợp vào dung dịch NaCl bão hoà để tách khối xà phòng nổi lên trên.
Trùng hợp polymer — từ monomer đến mạch dài
Chọn ethylene, propylene hay vinyl chloride: bật chất khơi mào, mỗi monomer mở liên kết đôi C=C và nối tiếp vào mạch đang lớn dần — quan sát hệ số trùng hợp n tăng theo thời gian thực.
Tạo phức chất — 3 dấu hiệu: kết tủa, hoà tan, đổi màu (2 ống nghiệm CuSO₄)
Ống (1): NaOH tạo kết tủa Cu(OH)₂ xanh nhạt, rồi NH₃ dư hoà tan kết tủa và thế phối tử tạo phức chất [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ xanh lam đậm. Ống (2): HCl đặc thế phối tử tạo phức chất [CuCl₄]²⁻ màu vàng. Đủ 3 dấu hiệu tạo phức chất theo SGK: xuất hiện kết tủa, hoà tan kết tủa, thay đổi màu sắc.
Mạng tinh thể kim loại — BCC, FCC, lục phương
Xoay và phóng to 3 kiểu mạng tinh thể kim loại phổ biến: lập phương tâm khối (Li, Na, K — độ đặc khít 68%, số phối trí 8), lập phương tâm mặt (Ca, Cu — 74%, số phối trí 12), lục phương (Be, Mg — 74%, số phối trí 12).
Thử màu ngọn lửa — nhóm IA và IIA
Nhúng dây platinum vào từng mẫu muối rồi hơ trên ngọn lửa: Li đỏ tía, Na vàng, K tím (nhóm IA — bài 24), Ca đỏ cam, Ba lục (nhóm IIA — bài 25). Dung dịch mẫu đều không màu, chỉ ngọn lửa đổi màu đặc trưng theo từng ion — cùng một bộ dụng cụ cho cả hai nhóm.
Kim loại kiềm tác dụng với nước — Li, Na, K
Thả Li/Na/K vào nước: 2M + 2H₂O → 2MOH + H₂ — tốc độ tăng dần Li chậm, Na chạy nhanh vo tròn, K cháy kèm tiếng nổ nhẹ. Nước chuyển hồng khi nhỏ phenolphtalein do MOH tạo thành.
Tinh bột và cellulose — 4 thí nghiệm
4 TN chọn được: màu iodine–tinh bột (I₃⁻ mắc kẹt trong xoắn amylose, cellulose đối chứng không đổi màu), thuỷ phân tinh bột (HCl, thử lại bằng Cu(OH)₂ → đỏ gạch), cellulose + HNO₃ đặc (nitrocellulose cháy nhanh không khói), và cellulose tan trong nước Schweizer.
Nhận biết glucose — Cu(OH)₂, Tollens, nước bromine
Chọn thuốc thử để thử glucose: Cu(OH)₂ nguội (phức xanh lam), đun nóng (kết tủa đỏ gạch Cu₂O), Tollens (gương bạc), nước bromine (mất màu vàng nâu). So sánh với saccharose — không có nhóm aldehyde tự do nên không phản ứng khi đun nóng với Cu(OH)₂.
Phản ứng màu biuret và đông tụ protein
Phản ứng biuret: peptide có từ 2 liên kết peptide trở lên + Cu(OH)₂/NaOH → phức tím (amino acid và dipeptide không cho phản ứng). Đông tụ: lòng trắng trứng + HNO₃ đặc, đun nóng → kết tủa vàng.
Dãy hoạt động hoá học kim loại
Chọn phản ứng để xem kim loại thể hiện tính khử: Mg cháy trong oxygen, Al phản ứng với lưu huỳnh khi đun nóng, Zn tan trong acid loãng sủi bọt khí, Fe đẩy Cu ra khỏi dung dịch muối (đổi màu dung dịch, khối lượng đinh sắt tăng).
Aniline tác dụng với nước bromine
Nhỏ aniline vào nước bromine: kết tủa trắng 2,4,6-tribromoaniline xuất hiện ngay lập tức — phản ứng thế đặc trưng của vòng thơm được hoạt hoá mạnh bởi nhóm –NH₂.
Tính base của amine — quỳ tím, phenolphtalein, FeCl₃, CuSO₄
Chọn thuốc thử để thử tính base của methylamine: quỳ tím hoá xanh, phenolphtalein hồng, FeCl₃ cho kết tủa nâu đỏ, CuSO₄ cho kết tủa xanh lam rồi tan lại thành phức [Cu(CH₃NH₃)₄]²⁺ xanh đậm khi dư amine.
Nhận biết ion nhóm IIA — Ca²⁺, Ba²⁺, SO₄²⁻, CO₃²⁻
So sánh độ tan CaSO₄/BaSO₄ (Ba²⁺ kết tủa trắng với SO₄²⁻, Ca²⁺ gần như không) và nhận biết riêng rẽ 4 ion: CO₃²⁻ phân biệt với SO₄²⁻ bằng cách hoà tan trong HCl kèm sủi bọt CO₂.
Pin điện hóa — thế điện cực chuẩn, điện cực hydro chuẩn và pin trái cây
Chọn hai cặp điện cực (Zn, Fe, Ni, Pb, Cu, Ag…): electron tự phát chạy qua dây dẫn từ cực có thế điện cực chuẩn thấp hơn (anode) sang cực cao hơn (cathode), ion di chuyển qua cầu muối, sức điện động chuẩn E°pin = E°cathode − E°anode hiện theo thời gian thực. Hai chế độ mở rộng: ghép một điện cực bất kỳ với điện cực hydro chuẩn (Pt/H₂, E° quy ước = 0,000 V) để đo trực tiếp thế điện cực chuẩn như Hình 15.9, và lắp một "pin trái cây" (chanh, cam, chuối, khoai tây) để thấy sức điện động đo được luôn thấp hơn lý thuyết vì nội trở lớn và nồng độ ion thấp hơn 1 M chuẩn.
Điện phân — dung dịch và nóng chảy
Chọn chất điện phân và dòng điện: quan sát thứ tự khử ở cathode và thứ tự oxi hoá ở anode, bọt khí thoát ra, khối lượng kim loại/khí sinh ra tính theo định luật Faraday m = A·I·t/(n·F).
Ăn mòn điện hóa — đinh sắt tiếp xúc carbon và kẽm
So sánh hai đinh sắt: tiếp xúc tạp chất carbon (luôn gỉ dần theo thời gian) và quấn dây kẽm bảo vệ (kẽm bị ăn mòn thay, sắt được bảo vệ) — quan sát anode/catot hình thành ngay trên một bề mặt kim loại, không qua dây dẫn ngoài.
Điện di amino acid — điểm đẳng điện quyết định chiều di chuyển
Chọn amino acid và chỉnh pH: dưới điểm đẳng điện (pI), amino acid tích điện dương và di chuyển về cực âm; trên pI thì tích điện âm và di chuyển về cực dương; đúng tại pI thì đứng yên.
Làm mềm nước cứng — tạm thời, vĩnh cửu và toàn phần
Chọn loại nước cứng và tác nhân xử lý (đun nóng, Ca(OH)₂ vừa đủ, Na₂CO₃): quan sát Ca²⁺/Mg²⁺ kết tủa thành CaCO₃/MgCO₃ — đun nóng và Ca(OH)₂ chỉ khử được nước cứng tạm thời, Na₂CO₃ khử được cả tạm thời lẫn vĩnh cửu.
Trùng ngưng polymer — nylon-6,6, Kevlar và PET
Chọn cặp monomer (diamine/diol + diacid): hai loại monomer nối xen kẽ vào mạch, mỗi lần nối tách ra một phân tử H₂O — khác trùng hợp ở chỗ có sản phẩm phụ tách ra tại mỗi liên kết.