Chào các em học sinh thân mến! Cô là giáo viên Hóa học của các em đây. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập quen thuộc về phản ứng tráng gương của glucozơ nhé. Bài toán này nằm trong chương trình Hóa học lớp 12, bộ sách giáo khoa mới mà chúng ta đang học.

Chúng ta sẽ đi từng bước một để giải bài tập này thật chi tiết.

Bước 1: Xác định phản ứng hóa học xảy ra.

Phản ứng tráng ruột phích bằng glucozơ thực chất là phản ứng oxi hóa – khử của glucozơ với ion Ag⁺ trong môi trường amoniac. Glucozơ ở đây đóng vai trò là chất khử, bị oxi hóa thành ion gluconat, còn ion Ag⁺ bị khử thành Ag kim loại.

Phương trình hóa học của phản ứng này là:
C₆H₁₂O₆ + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O -> C₅H₁₁O₅COONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃

Cô giải thích thêm: Trong phản ứng này, nhóm chức anđehit (-CHO) của glucozơ đã phản ứng. Phản ứng được thực hiện trong môi trường kiềm nhẹ (do NH₃) để tránh sự thủy phân hay các phản ứng phụ không mong muốn. Sản phẩm là amoni gluconat, và quan trọng nhất với bài toán này là bạc kim loại (Ag) kết tủa dưới dạng lớp gương sáng bám vào thành ruột phích.

Bước 2: Đổi đơn vị khối lượng sang mol.

Đề bài cho biết khối lượng glucozơ cần dùng là 0,75 gam. Để tính toán theo phương trình hóa học, chúng ta cần đổi khối lượng này sang số mol.

Khối lượng mol của glucozơ (C₆H₁₂O₆) là:
M(C₆H₁₂O₆) = 6 12 + 12 1 + 6 * 16 = 72 + 12 + 96 = 180 gam/mol.

Số mol glucozơ (n_glucozơ) tham gia phản ứng là:
n_glucozơ = \(\frac{m_{glucozơ}}{M_{glucozơ}}\) = \(\frac{0,75}{180}\) mol.

Cô giải thích: Công thức n = m/M là công thức cơ bản để quy đổi giữa khối lượng và số mol của một chất. Chúng ta cần biết khối lượng mol của chất để thực hiện phép đổi này.

Bước 3: Tính số mol Ag theo lý thuyết.

Dựa vào phương trình hóa học đã viết ở Bước 1, ta thấy tỉ lệ mol giữa glucozơ và bạc là 1:2. Nghĩa là, cứ 1 mol glucozơ phản ứng sẽ tạo ra 2 mol Ag.

Số mol Ag theo lý thuyết (n_{Ag (lý thuyết)}) sẽ là:
n_{Ag (lý thuyết)} = 2 n_glucozơ = 2 \(\frac{0,75}{180}\) mol.

Cô giải thích: Tỉ lệ hệ số trong phương trình hóa học cho chúng ta biết mối quan hệ về lượng chất giữa các chất tham gia và sản phẩm. Ở đây, hệ số của Ag là 2, gấp đôi hệ số của glucozơ (là 1).

Bước 4: Tính khối lượng Ag theo lý thuyết.

Sau khi có số mol Ag theo lý thuyết, chúng ta sẽ tính khối lượng tương ứng. Khối lượng mol của Ag là 108 gam/mol.

Khối lượng Ag theo lý thuyết (m_{Ag (lý thuyết)}) là:
m_{Ag (lý thuyết)} = n_{Ag (lý thuyết)} M_Ag = (2 \(\frac{0,75}{180}\)) * 108 gam.

Thực hiện phép tính:
m_{Ag (lý thuyết)} = \(\frac{1,5}{180}\) 108 = \(\frac{1,5 108}{180}\) = \(\frac{162}{180}\) = 0,9 gam.

Cô giải thích: Tương tự như ở Bước 2, chúng ta dùng công thức m = n * M để tính khối lượng từ số mol.

Bước 5: Tính lượng Ag thực tế thu được dựa trên hiệu suất phản ứng.

Đề bài cho biết hiệu suất phản ứng là 80%. Điều này có nghĩa là chỉ có 80% lượng glucozơ thực tế phản ứng và tạo ra sản phẩm. Do đó, lượng Ag thu được trên thực tế sẽ ít hơn lượng Ag tính theo lý thuyết.

Hiệu suất (H) được tính bằng công thức:
H = \(\frac{m_{thực tế}}{m_{lý thuyết}}\) * 100%

Từ đó, ta có thể tính khối lượng Ag thực tế (m_{Ag (thực tế)}):
m_{Ag (thực tế)} = m_{Ag (lý thuyết)} * \(\frac{H}{100}\)

Thay số vào:
m_{Ag (thực tế)} = 0,9 gam \(\frac{80}{100}\) = 0,9 0,8 = 0,72 gam.

Cô giải thích: Hiệu suất phản ứng cho biết tỉ lệ phần trăm của lượng sản phẩm thu được so với lượng sản phẩm tối đa có thể thu được theo lý thuyết. Khi hiệu suất nhỏ hơn 100%, lượng sản phẩm thực tế luôn nhỏ hơn lượng tính theo lý thuyết.

Kết luận:

Lượng Ag trong một ruột phích là 0,72 gam.

Vậy là chúng ta đã hoàn thành bài tập này rồi. Các em thấy không, chỉ cần nắm vững phương trình hóa học, các công thức cơ bản và hiểu rõ ý nghĩa của hiệu suất phản ứng là có thể giải quyết bài toán một cách dễ dàng. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!