Hiện tượng Hóa học trong thực tế

VẤN ĐỀ 1: “Hiện tượng mưa axit” là gì ? Tác hại như thế nào ?
Khí thải công nghiệp và khí thải của các động cơ đốt trong ( ô tô, xe máy) có chứa các khí SO2, NO, NO2,Các khí này tác dụng với oxi O2 và hơi nước trong không khí nhờ xúc tác oxit kim loại ( có trong khói, bụi nhà máy) hoặc ozon tạo ra axit sunfuric H2SO4 và axit nitric HNO3.
2SO2  + O2  + 2H2O  →  2H2SO4
2NO   +  O2  →  2NO2
4NO2  +  O2  +  2H2O  →  4HNO3
Axit H2SO4 và HNO3 tan vào nước mưa tạo ra mưa axit. Vai trò chính của mưa axit là H2SO4 còn HNO3 đóng vai trò thứ hai.
Hiện nay mưa axit là nguồn ô nhiễm chính ở một số nơi trên thế giới.
Mưa axit làm mùa màng thất thu và phá hủy các công trình xây dựng, các tượng đài làm từ đá cẩm thạch, đá vôi, đá phiến ( các loại đá này thành phần chính là CaCO3):
CaCO3  + H2SO4  →  CaSO4  + CO2↑  + H2O
CaCO3  + 2HNO3  →  Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O
Áp dụng: Ngày nay hiện tượng mưa axit và những tác hại của nó đã gây nên những hậu quả nghiêm trọng, đặc biệt là ở những nước công nghiệp phát triển. Vấn đề ô nhiễm môi trường luôn được cả thế giới quan tâm. Việt Nam chúng ta đang rất chú trọng đến vấn đề này. Do vậy mà giáo viên phải cung cấp cho học sinh những hiểu biết về hiện tượng mưa axit cũng như tác hại của nó nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường. Cụ thể giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho học sinh trả lời sau khi dạy xong phần Sản xuất axit sunfuric trong bài “Axit sunfuric. Muối sunfat”(Tiết 55-56 lớp 10 CB) hoặc áp dụng trong bài“Axit nitric” (tiết 14-15 lớp 11CB).
VẤN ĐỀ 2: Vì sao dụng cụ phân tích rượu có thể phát hiện các lái xe đã uống rượu?
Thành phần chính của các loại nước uống có cồn là rượu etylic. Đặc tính của rượu etylic là dễ bị oxi hóa. Có rất nhiều chất oxi hóa có thể tác dụng với rượu nhưng người chọn một chất oxi hóa là crom(VI)oxit CrO3. Đây là một chất oxi hóa rất mạnh, là chất ở dạng kết tinh thành tinh thể màu vàng da cam. Bột oxit CrO3 khi gặp rượu etylic sẽ bị khử thành oxit Cr2O3 là một hợp chất có màu xanh đen.
Các cảnh sát giao thông sử dụng các dụng cụ phân tích rượu etylic có chứa CrO3. Khi tài xế hà hơi thở vào dụng cụ phân tích trên, nếu trong hơi thở có chứa hơi rượu thì hơi rượu sẽ tác dụng với CrO3 và biến thành Cr2O3 có màu xanh đen. Dựa vào sự biến đổi màu sắc mà dụng cụ phân tích sẽ thông báo cho cảnh sát biết được mức độ uống rượu của tài xế. Đây là biện pháp nhằm phát hiện các tài xế đã uống rượu khi tham gia giao để ngăn chặn những tai nạn đáng tiếc xảy ra.
Áp dụng: Tai nạn giao thông luôn là nổi ám ảnh của mọi người. Một trong những nguyên nhân chính xảy ra tai nạn giao thông chính là rượu. Nhằm giúp cho học sinh thêm hiểu biết về cách nhận biết rượu trong cơ thể một cách nhanh và chính xác của cảnh sát giao thông, giáo viên nên đưa nội dung này vào bài “Ancol” (tiết 56-57 lớp 11CB) hay “Rượu etylic”(tiết 3-4 lớp 12). Cụ thể, sau khi dạy xong bài “ Ancol ” giáo viên có thể đặt câu hỏi như trên để cho học sinh suy nghĩ, tìm tòi hướng giải quyết vấn đề.
VẤN ĐỀ 3: Vì sao trước khi thi đấu các VĐV thể thao cần xoa bột trắng vào lòng bàn tay?
Loại bột màu trắng có tên gọi là “Magiê cacbonat”(MgCO3)  mà người ta vẫn hay gọi là “ bột magiê”. MgCO3 là loại bột rắn mịn, nhẹ có tác dụng hút ẩm rất tốt. Khi tiến hành thi đấu, bàn tay của các vận động viên thường có nhiều mồ hôi. Điều đó đối với các vận động viên thi đấu thể thao hết sức bất lợi. Khi có nhiều mồ hôi ở lòng bàn tay sẽ làm giảm độ ma sát khiến các vận động viên sẽ không nắm chắc được các dụng cụ khi thi đấu. Điều này không chỉ ảnh hưởng xấu đến thành tích mà còn gây nguy hiểm khi trình diễn. MgCO3 có tác dụng hấp thụ mồ hôi đồng thời tăng cường độ ma sát giữa bàn tay và các dụng cụ thể thao giúp vận động viên có thể nắm chắc dụng cụ và thực hiện các động tác chuẩn xác hơn.
Ngoài ra với các vận động viên giàu kinh nghiệm, họ có thể lợi dụng khoảnh khắc “xoa bột” làm giảm bớt tâm lí căng thẳng; sắp xếp lại trình tự thực hiện thao tác, ôn tập lại các yếu lĩnh, chuẩn bị tốt hơn tâm lí thi đấu để thực hiện các thao tác tốt.
Áp dụng: Đây là một trong những “mẹo nhỏ” trong thi đấu thể thao cũng như vấn đề an toàn trong thi đấu.Khi dạy phần “Ứng dụng của muối cacbonat” (Tiết 24 lớp 11CB) giáo viên có thể kể cho học sinh nghe ứng dụng của muối magie cacbonat thông qua câu chuyện trên.
VẤN ĐỀ 4: Vì sao đốt xăng, cồn thì cháy hết sạch, còn khi đốt gỗ, than đá lại còn tro?
Bởi vì so với gỗ và than đá thì xăng và cồn là những hợp chất hữu cơ có độ thuần khiết cao. Khi đốt xăng và cồn chúng sẽ cháy hoàn toàn tạo thành CO2 và hơi H2O, tất cả chúng đều bay vào không khí. Xăng tuy là hỗn hợp nhiều hiđrocacbon, nhưng chúng là những chất dễ cháy. Vì vậy cho dù ở trạng thái hỗn hợp nhưng khi đốt đều cháy hết.
Với than đá và gỗ thì lại khác. Cả hai vật liệu đều có những thành phần rất phức tạp. Những thành phần của chúng như xenlulozơ, bán xenlulozơ, gỗ, nhựa là những hợp chất hữu cơ dễ cháy và có thể “cháy hết”. Nhưng gỗ thường dùng cón có các khoáng vật. Những khoáng vật này đều không cháy được.Vì vậy sau khi đốt cháy gỗ sẽ còn lại và tạo thành tro.
Than đá cũng vậy. Trong thành phần than đá ngoài cacbon và các hợp chất hữu cơ phức tạp còn có các khoáng là các muối silicat. Nên so với gỗ khi đốt cháy than còn cho nhiều tro hơn.
Áp dụng: Đây là câu hỏi nhằm kích thích tư duy học sinh. Học sinh không lạ gì với hiện tượng trên nhưng để giải thích thì không phải dễ. Giáo viên có thể nêu vấn đề trên sau khi dạy xong mục “Dầu mỏ”  (Tiết 53 lớp 11CB) hay cuối bài “Ancol etylic”(Tiết 56-57 lớp 11CB).
VẤN ĐỀ 5: Vì sao sau những cơn giông, không khí trở nên trong lành, mát mẻ hơn ?
Sau những cơn mưa, nếu  dạo bước trên đường phố, đồng ruộng, người ta cảm thấy không khí trong lành, sạch sẽ. Sở dĩ như vậy là có hai nguyên nhân:
Ø Nước mưa đã gột sạch bụi bẩn làm bầu không khí được trong sạch.
Ø Trong cơn giông đã xảy ra phản ứng tạo thành ozon từ oxi:
Ozon sinh ra là chất khí màu xanh nhạt, mùi nồng, có tính oxi hóa mạnh. Ozon có tác dụng tẩy trắng và diệt khuẩn mạnh. Khi nồng độ ozon nhỏ, người ta cảm giác trong sạch, tươi mát.
Do vậy sau cơn mưa giông trong không khí có lẫn ít ozon làm cho không khí trong sạch, tươi mát.
Áp dụng: Đây là một hiện tượng tự nhiên không xa lạ với học sinh. Một số học sinh cho rằng đây là điều hiển nhiên vì “ sau cơn mưa trời lại sáng”.  Tuy nhiên nhìn dưới góc độ hóa học thì ta có thể giải thích được rõ ràng vấn đề này. Giáo viên có thể đề cập trong phần ứng dụng của ozon hay đặt câu hỏi trên sau khi dạy xong bài giảng về “Ozon” ( Tiết 50 lớp 10 CB).
VẤN ĐỀ 6: Vì sao khi sử dụng máy photocopy phải chú ý đến việc thông gió ?
Chúng ta đều biết khi máy photocopy làm việc thường xảy ra hiện tượng phóng điện cao áp do đó có thể sinh ra khí ozon theo phản ứng:
Với một lượng ít ozon trong không khí thì có tác dụng diệt khuẩn, diệt vi trùng. Nhưng nếu lượng ozon lại vượt qua giới hạn cho phép sẽ gây tổn hại cho đại não, phá hoại khả năng miễn dịch bệnh, gây mất trí nhớ, biến đổi nhiễm sắc thể, gây quái thai ở phụ nữ mang thai, v.v..Thậm chí ozon còn là chất gây ung thư nên tác hại của ozon không thể kể hết được.
Hiển nhiên là lượng ozon do máy photocopy sinh ra rất bé nên nếu ngẫu nhiên mà tiếp xúc với nó cũng chưa có thể gây nguy hại cho cơ thể. Nhưng nếu tiếp xúc với ozon trong thời gian dài và nếu không chú ý làm thông gió căn phòng thì do ozon tập hợp nhiều trong phòng đến mức vượt tiêu chuẩn an toàn thì sẽ có ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Cho nên khi sử dụng máy photocopy cần chú ý đến việc thông gió cho phòng máy.
Áp dụng: Giáo viên có thể đề cập vấn đề trên khi nói về tác hại của ozon trong bài giảng về “Ozon” (Tiết 50 lớp 10 CB). Sau bài học học sinh sẽ biết được sự nguy hiểm khi photocopy tài liệu và biết cách tránh được sự nguy hại này.
VẤN ĐỀ 7: Vì sao “chảo không dính” khi chiên ráng thức ăn lại không bị dính chảo?
Nếu dùng chảo bằng gang, nhôm thường để chiên cá, trứng không khéo sẽ bị dính chảo. Nhưng nếu dùng chảo không dính thì thức ăn sẽ không dính chảo.
Thực ra mặt trong của chảo không dính người ta có trải một lớp hợp chất cao phân tử. Đó là politetra floetylen (-CF2-CF2-)n được tôn vinh là “vua chất dẻo”  thường gọi là “teflon”. Politetra floetilen chỉ chứa 2 nguyên tố C và F nên liên kết với nhau rất bền chắc. Khi cho teflon vào axit vô cơ hay axit H2SO4 đậm đặc, nước cường thủy( hỗn hợp HCl và HNO3 đặc), vào dung dịch kiềm đun sôi thì teflon không hề biến chất. Dùng teflon tráng lên đáy chảo khi đun  với nước sôi không hề xảy ra bất kì tác dụng nào. Các loại dầu ăn, muối, dấm, cũng xảy ra hiện tượng gì. Cho dù không cho dầu mở mà trực tiếp rán cá, trứng trong chảo thì cũng không xảy ra hiện tượng gì.
Một điều chú ý là không nên đốt nóng chảo không trên bếp lửa vì teflon ở nhiệt độ trên 250oC là bắt đầu phân hủy và thoát ra chất độc. Khi rửa chảo không nên chà xát bằng các đồ vật cứng vì có thể gây tổn hại cho lớp chống dính.
Áp dụng: “Chảo không dính” hiện nay được các bà nội trợ sử dụng khá nhiều. Công dụng của chảo đã làm hài lòng tất cả các đầu bếp khó tính. Nhưng ít ai hiểu được vì sao chảo không dính lại ưu việt đến vậy. Giáo viên có thể nêu vấn đề này khi dạy về “Ứng dụng flo” (Tiết 43 lớp 10 CB) hoặc bài “Dẫn suất halogen” (Tiết 55 lớp 11CB) cũng như lưu ý học sinh về cách sử dụng chảo không dính.
VẤN ĐỀ 8:  Vì sao rượu lại làm mất mùi tanh của cá?
Cá tanh do trong cá có trimetylamin (CH3)3N và đimetylamin (CH3)2NH và metyl amin CH3NH2 là những chất có mùi khó ngửi.
Khi chiên cá ta cho thêm một ít rượu có thể phá hủy được mùi tanh cá. Vì trimetylamin thường “lẫn trốn” trong cá nên người ta khó trục nó ra. Nhưng trong rượu có cồn, cồn có thể hòa tan trimetylamin nên có thể lôi được trimetylamin ra khỏi chổ ẩn. Khi chiên cá ở nhiệt độ cao cả trimetylamin và cồn đều bay hơi hết, nên chỉ một lúc sau mùi tanh cá sẽ bay đi hết.
Ngoài ra trong rượu có một ít etylaxetat có mùi dễ chịu nên rượu có tác dụng thêm mùi thơm rất tốt.
Áp dụng: Đây là một kinh nghiệm thường thấy khi chế biến thức ăn liên quan đến cá. Giáo viên cần giải thích cho học sinh biết được cơ sở hóa học của kinh nghiệm trên. Từ đó giúp các em thấy được những ứng dụng đời thường của hóa học nhằm tăng thêm niềm yêu thích đối với môn hóa học. Giáo viên có thể đưa vào phần ứng dụng của ancol trong bài “Ancol” (Tiết 56-57 lớp 11CB) hoặc phần tính chất chung của amin trong bài “Amin” (Tiết 6 lớp 12).
VẤN ĐỀ 9:      Các con số ghi trên chai  bia như 12o, 14o có ý nghĩa như thế nào?
Trên thị trường có bày bán nhiều loại bia đóng chai. Trên chai có nhãn ghi 12o, 14o,Có người hiểu đó là số biểu thị hàm lượng rượu tinh khiết của bia. Thực ra hiểu như vậy là không đúng.
Số ghi trên chai bia không biểu thị lượng rượu tinh khiết ( độ rượu) mà biểu thị độ đường trong bia.
Nguyên liệu chủ yếu để nấu bia là đại mạch. Qua quá trình lên men, tinh bột đại mạch chuyển hóa thành đường mạch nha( đó là Mantozơ -  một đồng phân của đường saccarozơ). Bấy giờ đại mạch biến thành dịch men, sau đó lên men biến thành bia.
Khi đại mạch lên men sẽ cho lượng lớn đường mantozơ, chỉ có một phần mantozơ chuyển thành rượu, phần mantozơ còn lại vẫn tồn tại trong bia. Vì vậy hàm lượng rượu trong bia khá thấp. Độ dinh dưỡng của bia cao hay thấp có liên quan đến lượng đường.
Trong quá trình ủ bia, nếu trong 100ml dịch lên men có 12g đường người ta biểu diễn độ đường lên men là bia 12o. Do đó bia có độ 14o có giá trị dinh dưỡng cao hơn bia 12o.
Áp dụng: Đây là vấn đề mà mọi người rất thường nhầm giữa độ rượu và độ đường về những con số ghi trên những chai bia. Giáo viên đặt câu hỏi trên sau khi dạy xong bài “Ancol” (Tiết 56-57 lớp 11CB) hoặc bài “Saccarozơ” (Tiết 23 lớp 12).
VẤN ĐỀ10: Giải thích hiện tượng:  “Khi các cầu thủ đá banh bị đau nằm lăn lộn trên đất thì nhân viên y tế chỉ cần dùng bình thuốc phun vào chỗ bị thương, sau đó cầu thủ bị thương đứng lên tiếp tục thi đấu”
Khi cầu thủ bị thương, chỗ bị thương sẽ rất đau đớn. Người cán bộ y tế dùng phương pháp làm lạnh cục bộ bằng cách phun chất làm lạnh tức thời trên chỗ bị thương. Chất làm lạnh ở đây là etyl clorua C2H5Cl hay gọi là cloetan.
C2H5Cl là hợp chất hữu cơ có tos là 12,3oC. Ở nhiệt độ thường khi tăng áp suất sẽ biến thành chất lỏng. Khi phun C2H5Cl lên chỗ bị thương, các giọt etyl clorua tiếp xúc với da, nhiệt độ cơ thể sẽ làm etyl clorua sôi lên và bốc hơi rất nhanh. Quá trình này thu nhiệt mạnh làm cho da bị lạnh đông cục bộ và tê cứng. Vì vậy thần kinh cảm giác không truyền được đau lên đại não. Nhờ đó cầu thủ không có cảm giác đau. Do sự đông cục bộ nên vết thương không bị chảy máu.
Chú ý là cloetan chỉ tạm thời không làm cho cầu thủ cảm giác đau mà không có tác dụng chữa trị vết thương.
Áp dụng: Đây là cảnh tượng thường thấy trong các trận đá banh. Mọi người cứ nghĩ đó là một loại “ thuốc tiên” nhưng xét về phương diện hóa học đó chỉ là một chất có đặc tính “ thu nhiệt mạnh” ở điều kiện thường. Giáo viên có thể kể cho học sinh nghe về phần ứng dụng của dẫn xuất halogen trong bài “Dẫn suất halogen” (Tiết 55 lớp 11CB).
VẤN ĐỀ 11: Vì sao ở các công viên, khách sạn lớn thường xây dựng các giếng phun nước nhân tạo ?
Có lẽ ai cũng biết rằng xây dựng các giếng phun nước để làm đẹp cảnh quan và mát mẻ. Nhưng xét về phương diện hóa học thì việc xây dựng các giếng phun nước nhân tạo nhằm mục đích là sinh ra ion âm.
Người ta đã chứng minh, các ion âm sau khi được người hấp thụ có thể điều tiết công năng hệ thần kinh trung ương, tăng sức miễn dịch, cảm giác dễ chịu, tinh lực sung mãn. Các thí nghiệm lâm sàng cũng đã chứng minh nồng độ ion âm trong không  khí có hiệu quả chửa bệnh viêm phế quản, hen, đau đầu, mất ngủ, suy nhược thần kinh,
Vì sao ion âm trong không khí có lợi cho sức khỏe? Theo các chuyên gia y học thì các tế bào gây bệnh thường tích điện âm, nếu tế bào trong cơ thể tích điện âm, thì do ion âm cùng tên đẩy nhau nên vi trùng gây bệnh khó có thể tấn công tế bào. Ngoài ra ion âm thông qua con đường hô hấp và phổi có thể xuyên qua phế nang nên có tác dụng tổng hợp đối với cơ năng sinh lí bảo vệ sức khỏe.
Trong phòng có điều hòa không khí, phòng sử dụng máy tính thì nồng độ ion âm trong không khí thì rất thấp, thậm chí gần bằng không. Sống và làm việc trong điều kiện này trong một thời gian dài  sẽ cảm thấy tức thở, tâm thần bất an, dễ sinh bệnh tật.
Áp dụng: Giáo viên có thể kể cho học sinh nghe tác dụng của ion âm đối với sức khỏe con người sau khi dạy xong phần “Ion âm” (Tiết 22 lớp 10 CB). Mục đích giúp học sinh hiểu được việc xây dựng các giếng nước phun có ý nghĩa như thế nào đến cảnh quan cũng như bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Một vấn đề mà ít ai biết hay không chú ý.
VẤN ĐỀ 12: Tại sao khi nấu nước giếng ở một số vùng lâu ngày thấy xuất hiện lớp cặn ở đáy ấm?  Cách tẩy lớp cặn  này như thế nào?
Trong tự nhiên, nước ở một số vùng là nước cứng tạm thời -  là nước có chứa Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2. Khi nấu nước lâu ngày thì xảy ra phương trình hóa học:
Ca(HCO3)2  →  CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
Mg(HCO3)2  →  MgCO3↓ + CO2↑ + H2O
Do CaCO3 và MgCO3 là chất kết tủa nên lâu ngày sẽ đóng cặn.
Để tẩy lớp căn này thì dùng dung dịch CH3COOH 5% cho vào ấm đun sôi để nguội khoảng một đêm rồi rửa sạch.
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên rồi dẫn dắt cho học sinh vào bài bài giảng “Nước cứng” (Tiết 49 lớp 12) hoặc đưa vào phần cũng cố toàn bài giảng để học sinh vận dụng kiến thức đẽ học để giải thích. Mục đích là cung cấp cho học sinh một số vấn đề có trong đời sống từ đó có thể giải thích  được bản chất vấn đề nhằm kích thích sự hưng phấn trong học tập. Đây là hiện tượng mà học sinh có thể quan sát và thực hiện được dễ dàng.
VẤN ĐỀ 13:  Vì sao phèn chua lại làm sạch nước ?
Phèn chua là muối sunfat kép của nhôm và kali ở dạng tinh thể ngậm nước 24 phân tử nước nên có công thức hóa học là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O.
Phèn chua không độc, có vị chát chua, ít tan trong nước lạnh nhưng tan rất nhiều trong nước nóng. Khi cho phèn chua vào nước sẽ phân li ra ion Al3+. Chính ion Al3+ này bị thủy phân theo phương trình:
Al3+ + 3H2O  →  Al(OH)3↓ + 3H+
Kết quả tạo ra Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo nên khi khuấy phèn chua vào nước, nó kết dính các hạt đất nhỏ lơ lửng trong nước đục thành hạt đất to hơn, nặng và chìm xuống làm trong nước. Nên trong dân gian có câu:
“ Anh đừng bắc bậc làm cao
Phèn chua em đánh nước nào cũng trong”
Phèn chua rất có ích cho việc xử lí nước đục ở các vùng lũ để có nước trong dùng cho tắm, giặc. Vì cục phèn chua trong và sáng cho nên đông y còn gọi là minh phàn
( minh là trong trắng, phàn là phèn).
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên khi dạy phần ứng dụng của “Muối nhôm” (Tiết 51-52 lớp 12).Đây là một ứng dụng thông dụng của phèn trong cuộc sống. Qua bài học học sinh biết được nguyên lí làm trong nước của phèn chua.
VẤN ĐỀ 14:   Vì sao khi mở bình nước ngọt có ga lại có nhiều bọt khí thoát ra ?
Nước ngọt không khác nước đường mấy chỉ có khác là có thêm khí cacbonic CO2. Ở các nhà máy sản xuất nước ngọt, người ta dùng áp lực lớn để ép CO2 hòa tan vào nước. Sau đó nạp vào bình và đóng kín lại thì thu được nước ngọt.
Khi bạn mở nắp bình, áp suất bên ngoài thấp nên CO2 lập tức bay vào không khí. Vì vậy các bọt khí thoát ra giống như lúc ta đun nước sôi.
Về mùa hè người ta thường thích uống nước ngọt ướp lạnh. Khi ta uống nước ngọt vào dạ dày, dạ dày và ruột không hề hấp thụ khí CO2. Ở trong dạ dày nhiệt độ cao nên CO2 nhanh chóng theo đường miệng thoát ra ngoài, nhờ vậy nó mang đi bớt một nhiệt lượng trong cơ thể làm cho người ta có cảm giác mát mẻ, dễ chịu. Ngoài ra CO2 có tác dụng kích thích nhẹ thành dạ dày, tăng cường  việc tiết dịch vị, giúp nhiều cho tiêu hóa.
Áp dụng: Hiện tượng có nhiều bọt khí thoát ra từ bình nước ngọt có ga hay chai bia thì chắc hẳn học sinh nào cũng biết. Nhưng khi giải thích khí đó là khí gì và có công dụng ra sao thì không ít học sinh biết được. Giáo viên có thể nêu câu hỏi trên khi dạy phần “Cacbon Đioxit” (tiết 24 lớp 11CB).
VẤN ĐỀ 15: Vì sao không nên đổ nước vào axit sunfuric đậm đặc mà
chỉ có thể đổ axit sunfuric đậm đặc vào nước ?
Trong bất kì quuyển sách hóa học nào cũng ghi câu sau để cảnh tỉnh bạn đọc: “ Trong bất kì tình huống nào cũng không được đổ nước vào axit sunfuric đậm đặc, mà chỉ được đổ từ từ axit sunfuric đặc vào nước”. Vì sao vậy ?
Khi axit sunfuric gặp nước thì lập tức sẽ có phản ứng hóa học xảy ra, đồng thời sẽ tỏa ra một nhiệt lượng lớn. Axit sunfuric đặc giống như dầu và nặng hơn trong nước. Nếu bạn cho nước vào axit, nước sẽ nổi trên bề mặt axit. Khi xảy ra phản ứng hóa học, nước sôi mãnh liệt và bắn tung tóe gây nguy hiểm.
Trái lại khi bạn cho axit sunfuric vào nước thì tình hình sẽ khác: axit sunfuric đặc nặng hơn nước, nếu cho từ từ axit vào nước, nó sẽ chìm xuống đáy nước, sau đó phân bố đều trong toàn bộ dung dịch. Như vậy khi có phản ứng xảy ra, nhiệt lượng sinh ra được phân bố đều trong dung dịch, nhiệt độ sẽ tăng từ từ không làm cho nước sôi lên một cách quá nhanh.
Một chú ý thêm là khi pha loãng axit sunfuric bạn luôn luôn nhớ là “ phải đổ từ từ ” axit vào nước và không nên pha trong các bình thủy tinh. Bởi vì thủy tinh sẽ dễ vở khi tăng nhiệt độ khi pha.
Áp dụng: Vấn đề an toàn khi làm thí nghiệm được đặt lên hàng đầu trong những tiết dạy có sử dụng hóa chất. Đặc biệt khi tiếp xúc với axit H2SO4 đặc thì rất nguy hiểm. Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho học sinh trả lời về cách pha loãng axit H2SO4 khi dạy phần tính chất vật lí của axit sunfuric đặc trong bài “Axit sunfuric” (Tiết 55-56 lớp 10 CB).
VẤN ĐỀ 16: Vì sao axit nitric HNO3 đặc lại phá thủng quần áo ?
Khi làm thí nghiệm hóa học, nếu quần áo bạn dính phải axit nitric HNO3 đặc thường sẽ bị thủng một lỗ; khi dùng axit không đặc, nhìn bên ngoài thì không thấy gì, nhưng sau khi phơi khô bạn sẽ thấy ngay lỗ thủng.
Quần áo chúng ta mặc thường ngày thường dệt bằng sợi bông, thành phần hóa học của sợi bông là xenlulozơ. Xenlulozơ không tan trong nước và đa số các dung môi khác nhưng dễ tan trong axit HNO3 đặc nên làm thủng quần áo.
Khi bị axit HNO3 loãng dính vào quần áo, tuy quần áo không bị thủng ngay, nhưng khi quần áo khô, nồng độ axit HNO3 càng ngày càng đặc, cuối cùng sẽ làm thủng quần áo. Ngoài ra, axit HNO3 loãng có thể có tác dụng hóa học với xenlulozơ.
Áp dụng: Giáo viên có thể nêu vấn đề trên khi nói về tính chất hóa học của axit nitric trong bài “Axit nitric”( Tiết 14-15 lớp 11CB) hoặc đặt câu hỏi sau khi dạy xong bài “Xenlulozơ” ( Tiết 25 lớp 12) để nhắc nhở học sinh thật cẩn thận khi tiếp xúc với axit HNO3 đặc.
VẤN ĐỀ 17: Chảo , môi, dao đều được làm từ sắt. Vì sao chảo lại giòn ?
môi lại dẻo ? còn dao lại sắc ?
Chảo xào rau, môi và dao đều làm từ sắt. Thế nhưng loại sắt để chế tạo chúng lại không giống nhau.
Sắt dùng để làm chảo là “gang”. Gang có tính chất là rất giòn. Trong công nghiệp, người ta nấu chảy lỏng gang để đổ vào khuôn, gọi là “đúc gang”
Môi múc canh được chế tạo bằng “thép non”. Thép non không giòn như gang. Người ta thường dùng búa để rèn, biến thép thành các đồ vật có hình dạng khác nhau.
Dao thái rau không chế tạo từ thép non mà bằng “thép”. Thép vừa dẻo vừa dát mỏng được, có thể rèn, cắt gọt nên rất sắc.
Áp dụng: Vấn đề từ sắt có thể điều chế những vật dụng có chức năng khác nhau được sử dụng rất rộng rãi trong cuộc sống. Giải thích được điều này đòi hỏi học sinh phải biết được tính chất của sắt cũng như hợp kim của nó. Giáo viên có thể đề cập trong bài “Hợp kim của sắt” ( Tiết 61-62-63 lớp 12).
VẤN ĐỀ 18: Giải thích hiện tượng: “ Một nồi nhôm mới mua về sáng lấp lánh bạc, chỉ cần dùng nấu nước sôi, bên trong nồi nhôm, chổ có nước biến thành màu xám đen ?”
Mới xem thì có vẻ lạ vì nồi nhôm mới, ngoài nước ra thì không tiếp xúc với gì khác, chẳng lẽ nước lại làm cho nồi đen ?
Bình thường trông bên ngoài nước không có vấn đề gì, thực tế trong nước có hòa tan nhiều chất, thường gặp nhất là các muối canxi, magiê và sắt. Các nguồn nước có thể chứa lượng muối sắt ít nhiều khác nhau, loại nước chứa nhiều sắt “ là thủ phạm” làm cho nồi nhôm có màu đen.
Vì nhôm có tính khử mạnh hơn sắt nên nhôm sẻ đẩy sắt ra khỏi muối của nó và thay thế ion sắt, còn ion sắt bị khử sẽ bám vào bề mặt nhôm, nồi nhôm sẽ bị đen:
Để hoàn thành được điều trên phải có 3 điều kiện:
Ø Lượng muối sắt trong nước phải đủ lớn
Ø Thời gian đun sôi phải đủ lâu
Ø Nồi nhôm phải là nồi mới
Áp dụng: Giáo viên có thể nêu hiện tượng trên để dẫn nhập vào bài giảng “Nhôm” ( Tiết 51 lớp 12). Sau đó học sinh dựa vào những kiến thức đã học để giải thích hiện tượng nồi nhôm bị đen.
VẤN ĐỀ 19: Tại sao không dùng bình thủy tinh đựng dung dịch HF ?
Tuy dung dịch axit HF là một axit yếu nhưng nó có khả năng đặc biệt là ăn mòn thủy tinh. Do thành phần chủ yếu của thủy tinh là silic đioxit SiO2 nên khi cho dung dịch HF và thì có phản ứng xảy ra:
SiO2  + 4HF  →  SiF4↑  +  2H2O
Áp dụng: Đây là phần kiến thức mà bất kì học sinh nào cũng phải biết được sau khi học bài Flo và hợp chất của nó. Học sinh biết giải thích và vận dụng trong thực tiễn  tránh việc dùng bình thủy tinh đựng dung dịch HF. Giáo viên có thể hỏi học sinh sau khi dạy xong bài dạy “Flo” (Tiết 43 lớp 10 CB) hay “Hợp chất silic”(Tiết 25 lớp 11 CB).
VẤN ĐỀ 20:   Làm thế nào có thể khắc được thủy tinh ?
Muốn khắc thủy tinh người ta nhúng thủy tinh vào sáp nóng chảy, nhấc ra cho nguội, dùng vật nhọn khắc hình ảnh cần khắc nhờ lớp sáp mất đi, rồi nhỏ dung dịch HF vào thì thủy tinh sẽ bị ăn mòn ở những chổ lớp sáp bị cào đi
SiO2  + 4HF  →  SiF4↑  +  2H2O
Nếu không có dung dịch HF thì thay bằng dung dịch H2SO4 đặc và bột CaF2. Làm tương tự như trên nhưng ta cho bột CaF2 vào chổ cần khắc,sau đó cho thêm H2SO4 đặc vào và lấy tấm kính khác đặt trên chổ cần khắc. Sau một thời gian, thủy tinh cũng sẽ bị ăn mòn ở những nơi cạo sáp.
CaF2  + 2H2SO4  →  CaSO4  + 2HF↑ ( dùng tấm kính che lại)
Sau đó         SiO2  + 4HF  →  SiF4↑  +  2H2O
Áp dụng: Đây là một vấn đề rất thực tế khi mà nghề khắc thủy tinh đang phát triển ở nước ta. Sau bài học học sinh không những biết được phương pháp khắc thủy tinh mà còn có thể giải thích được vấn đề này. Thậm chí đây là cơ sở cho việc học nghề, khơi gợi niềm đam mê học tập, học sinh có thể tự làm thí nghiệm này trong tiết thực hành. Giáo viên có thể lồng vào bài “Flo”(Tiết 43 lớp 10 CB)  khi dạy phần tính chất hóa học hoặc giáo viên nêu vấn đề trên để dẫn dắt vào bài giảng “Hợp chất silic”(Tiết 25 lớp 11 CB).
VẤN ĐỀ 21:  Vì sao gạo nếp lại dẻo ?
Tinh bột là hỗn hợp của hai thành phần: amilozơ và amilopectin. Hai loại này thường không tách rời nhau được. Trong mỗi hạt tinh bột, amilopectin là vỏ bọc nhân amilozơ. Amilozơ tan được trong nước còn amilopectin hầu như không tan, trong nước nóng amilopectin trương lên tạo thành hồ. Tính chất này quyết định đến tính dẻo của hạt có tinh bột.
Trong mỗi hạt tinh bột, lượng amilopectin chiếm 80%, amilozơ chiếm khoảng 20% nên cơm gạo tẻ, ngô tẻ, bánh mì thường có độ dẻo bình thường. Tinh bột trong gạo nếp, ngô nếp chứa lượng amilopectin rất cao, khoảng 90% làm cho cơm nếp, xôi nếp, rất dẻo, dẻo đến mức dính.
Áp dụng: Vấn đề trên là hiển nhiên trong đời sống mà bất kì ai cũng biết hiện tượng này. Vấn đề có thể đưa vào trong khi dạy bài “Tinh bột”( Tiết 24 lớp 12) với mục đích giải thích tại sao gạo nếp lại dẻo. Giáo viên có thể trình bày vấn đề này trong vài phút khi đặt câu hỏi: Vì sao nếp lại dẻo? rồi  dẫn dắt vào bài mới hoặc giáo viên xen vào bài giảng khi trình bày phần cấu tạo phân tử tinh bột.
VẤN ĐỀ 22: “Thuốc chuột” là chất gì mà có thể làm chuột chết ?
Tại sao những con chuột sau khi ăn thuốc chuột lại đi tìm nước uống. Vậy thuốc chuột là gì? Cái gì đã làm cho chuột chết? Nếu sau khi ăn thuốc mà không có nước uống thì chuột chết mau hay lâu hơn ?
Thành phần thuốc chuột là kẽm photphua Zn3P2. Sau khi ăn, Zn3P2  bị thủy phân rất mạnh, hàm lượng nước trong cơ thể chuột giảm, nó khát và đi tìm nước:
Zn3P2  +  6H2O  →  3Zn(OH)2  +   2PH3↑
Chính PH3 (photphin) đã giết chết chuột.
Càng nhiều nước đưa vào cơ thể chuột →  PH3 thoát ra nhiều →  chuột càng nhanh chết. Nếu không có nước chuột sẽ chết lâu hơn.
Áp dụng: Vấn đề diệt chuột đang được mọi người quan tâm vì chuột là con vật mang nhiều mầm bệnh truyền nhiễm cho con người và hay phá hoại mùa màng. “Thuốc chuột” đang được dùng với mục đích trên. Nhưng đây là loại thuốc rất độc nên dể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vì vậy giáo viên nên hướng dẫn cho học sinh biết cơ chế diệt chuột của thuốc chuột nhằm biết cách sử dụng an toàn. Giáo viên có thể đề cập vấn đề này trong phần nêu ứng dụng của photpho hoặc khi lấy ví dụ để chứng minh tính oxi hóa của photpho thì giáo viên nên viết phương trình photpho tác dụng của với kẽm, sau đó nêu ứng dụng của sản phẩm ( Zn3P2) trong bài “Photpho” ( Tiết 16 lớp 11CB).
VẤN ĐỀ 23: Vì sao khi cơm bị khê người ta thường cho vào nồi cơm một mẩu than củi ?
Do than củi xốp có tính hấp phụ nên hấp phụ mùi khét của cơm làm cho cơm đở mùi khê.
Áp dụng: Đây là mẹo vặt thường được dùng khi không may cơm bị khê. Giáo viên có thể nêu hiện tượng trên khi dạy phần tính chất vật lí hoặc trong phần nêu ứng dụng của cacbon trong bài “Cacbon”( tiết 23 lớp 11CB)cho học sinh suy nghĩ rồi sau đó giáo viên nhận xét và bổ sung.
VẤN ĐỀ 24: Vì sao ta không thể dập tắt đám cháy của các kim loại mạnh: K, Na, Mg, bằng khí CO2
Do các kim loại trên có tính khử mạnh nên vẫn cháy được trong khí quyển CO2. Thí dụ :
2Mg  +  CO2  →   2MgO  +  C
Cacbon sinh ra lại tiếp tục cháy:
C  +  O2  →   CO2
Áp dụng: Để dập tắt các đám cháy thông thường người ta thường dùng khí CO2. Tuy nhiên một số đám cháy có các kim  loại mạnh thì CO2 không những không dập tắt mà làm cho lửa cháy thêm gây thiệt hại nghiêm trọng. Đây là phần nội dung mà giáo viên cần cung cấp cho học sinh biết khi đề cập đến khả năng không duy trì sự cháy của khí CO2 ở phần “Cacbon đioxit” (Tiết 24 lớp 11CB) biết được để vận dụng trong cuộc sống.
VẤN ĐỀ 25:Vì sao ta hay dùng bạc để “đánh gió” khi bị bệnh cảm ?
Khi bị bệnh cảm, trong cơ thể con người sẽ tích tụ một lượng khí H2S tương đối cao. Chính lượng H2S sẽ làm cho cơ thể mệt mỏi. Khi ta dùng Ag để đánh gió thì Ag sẽ tác dụng với khí H2S. Do đó, lượng H2S trong cơ thể giảm và dần sẽ hết bệnh. Miếng Ag sau khi đánh gió sẽ có màu đen xám:
4Ag  +  2H2S  +  O2   →  2Ag2S↓  +  2H2O
(đen)
Áp dụng: Hiện tượng “đánh gió” đã được ông bà ta sử dụng từ rất xa xưa cho đến tận bây giờ để chữa bệnh cảm. Cách làm này rất có cơ sở khoa học mà mọi người cần phải biết. Giáo viên có thể nêu hiện tượng trên khi dạy phần trạng thái tự nhiên của hiđro sunfua ( Tiết 53 lớp 10 CB) cho học sinh biết cách chữa bệnh “dân gian” này.
VẤN ĐỀ 26: Vì sao “bánh bao” thường rất xốp và có mùi khai ?
Khi làm bánh bao người ta thường cho ít bột nở NH4HCO3 vào bột mì. Khi nướng bánh, NH4HCO3 phân hủy thành các chất khí và hơi thoát ra nên làm cho bánh xốp và nở.
NH4HCO3(r)    NH3↑ + CO2↑  +  H2O↑
Do khí NH3 sinh ra nên làm cho bánh bao có mùi khai.
Áp dụng: Hiện nay thông thường bánh bao vẫn còn trộn bột nở NH4HCO3 nên dẫn đến có mùi khai mà không phải học sinh nào cũng giải thích được. Giáo viên có thể đề cập vấn đề trên khi trình bày tính chất kém bền nhiệt của muối amoni trong bài “Muối amoni” ( Tiết 12-13 lớp 11 CB).
VẤN ĐỀ 27:   Vì sao trong một ngày hoa phù dung có thể đổi màu tới 3 lần ?
Hoa phù dung đổi màu 3 lần trong ngày. Buổi sáng màu trắng, buổi trưa màu phớt hồng, buổi chiều màu hồng đậm hơn.
Loài hoa, trước sau chỉ biến đổi thay nhau giữa các màu trắng, hồng, vàng, da cam, đỏ. Đó là sự thay đổi của chất caroten có trong thực vật.
Caroten là một loại sắc tố thường thấy trong mọi đóa hoa. Trong sữa động vật, trong chất béo cũng có sắc tố này nhưng nhiều hơn cả là trong của cà rốt ( chất màu vàng da cam). Caroten là một hiđrocacbon có công thức phân tử C40H56.
Áp dụng: Đây là một hiện tượng thường gặp trong tự nhiên. Giáo viên đưa vấn đề này vào trong bài giảng “Tecpen” ( Tiết 57 lớp 11NC) để giới thiệu cho học sinh biết thêm về nguồn tecpen thiên nhiên nhằm kích thích tính tò mò ham hiểu biết của học sinh.
VẤN ĐỀ 28:   Loại đá có thể ăn
Khi bạn bị bệnh đau dạ dày cần phải chụp X quang. Trước khi chụp phim thì bác sỹ thường cho bạn  ăn một thứ thức ăn ở dạng hồ trắng. Thành phần chủ yếu của thức ăn là một l