Xin chào các em học sinh lớp 12! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau hoàn thành báo cáo bài thực hành số 16, “Một số tính chất của prôtêin và vật liệu polime”. Đây là một bài thực hành rất quan trọng để củng cố kiến thức về hai nhóm hợp chất hữu cơ quen thuộc này. Các em chú ý theo dõi và ghi chép cẩn thận nhé. Chúng ta sẽ lần lượt đi qua từng thí nghiệm.

BÁO CÁO THỰC HÀNH: MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA PRÔTÊIN VÀ VẬT LIỆU POLIME

MỤC ĐÍCH:
Quan sát và tìm hiểu một số tính chất hóa học và vật lý của prôtêin và vật liệu polime.

HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ:
* Hóa chất: Lòng trắng trứng, dung dịch NaOH 20%, dung dịch HCl 20%, dung dịch axit axetic, etanol, dung dịch iot, nước, giấy lọc.
* Dụng cụ: Ống nghiệm, đèn cồn, giá đỡ ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, pipet, chén sứ, đũa thủy tinh, bình tam giác, bếp điện, mặt kính đồng hồ.

—

THÍ NGHIỆM 1: TÍNH CHẤT CỦA PRÔTÊIN

Mục đích: Quan sát phản ứng thủy phân và phản ứng màu của prôtêin.

Bước 1: Thủy phân lòng trắng trứng
1. Cho vào ống nghiệm thứ nhất khoảng 2ml lòng trắng trứng.
2. Thêm vào ống nghiệm này khoảng 2ml dung dịch HCl 20%.
3. Đun nóng nhẹ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn khoảng 3-5 phút. Quan sát sự thay đổi.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 1.1):
* Ban đầu, lòng trắng trứng là một dung dịch keo trong suốt màu vàng nhạt.
* Khi đun nóng với dung dịch HCl, ta thấy xuất hiện kết tủa màu trắng, dung dịch trở nên đục hơn.
* Giải thích: Prôtêin trong lòng trắng trứng (chủ yếu là anbuin) đã bị thủy phân trong môi trường axit. Các liên kết peptit trong mạch polipeptit bị cắt ra, tạo thành các đoạn peptit ngắn hơn hoặc các axit amin tự do. Phản ứng thủy phân này có thể được biểu diễn tổng quát như sau:

Prôtêin + HCl + H₂O → các peptit và axit amin

Bước 2: Phản ứng màu của prôtêin (Phản ứng Biure)
1. Lấy 2 ống nghiệm.
2. Ống nghiệm thứ nhất: Cho vào khoảng 2ml lòng trắng trứng. Thêm 2-3 giọt dung dịch NaOH 20%. Lắc đều.
3. Ống nghiệm thứ hai: Cho vào khoảng 2ml lòng trắng trứng. Thêm 2-3 giọt dung dịch NaOH 20%, sau đó thêm từ từ từng giọt dung dịch CuSO₄ cho đến khi xuất hiện màu tím. Lắc đều.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 1.2):
* Ở ống nghiệm thứ nhất (chỉ có NaOH): Không có sự thay đổi màu sắc rõ rệt.
* Ở ống nghiệm thứ hai (có NaOH và CuSO₄): Xuất hiện màu tím đặc trưng.
* Giải thích: Phản ứng Biure là phản ứng đặc trưng để nhận biết các hợp chất có từ hai liên kết peptit trở lên (peptit, đipeptit, tripeptit, và đặc biệt là prôtêin). Trong môi trường kiềm (NaOH), ion Cu²⁺ tạo phức chất màu tím với các nhóm CO-NH có trong phân tử prôtêin (từ hai liên kết peptit trở lên). Phản ứng này chứng tỏ sự có mặt của các liên kết peptit trong phân tử prôtêin.

—

THÍ NGHIỆM 2: TÍNH CHẤT CỦA POLIME TỔNG HỢP (NHỰA BÁN TỔNG HỢP)

Mục đích: Quan sát tính tan và phản ứng với dung môi của một số loại nhựa.

Bước 1: Tính tan của nhựa rezol
1. Cho vào ống nghiệm khoảng 1g nhựa rezol (nhựa phenolic dạng rắn).
2. Thêm vào ống nghiệm này khoảng 2ml etanol.
3. Khuấy đều bằng đũa thủy tinh. Quan sát sự hòa tan.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 2.1):
* Nhựa rezol ban đầu ở dạng rắn, màu nâu vàng.
* Khi cho etanol vào và khuấy, nhựa rezol tan ra, tạo thành dung dịch màu nâu vàng.
* Giải thích: Nhựa rezol là loại nhựa bán tổng hợp, là sản phẩm của phản ứng trùng ngưng giữa phenol và fomanđehit ở điều kiện có xúc tác axit hoặc bazơ, có thể còn nhóm -OH tự do và chưa bị đóng vòng hoàn toàn. Etanol là một dung môi hữu cơ phân cực, có khả năng solvat hóa các phân tử nhựa rezol, do đó nhựa rezol tan được trong etanol.

Bước 2: Phản ứng của nhựa rezol với nước
1. Lấy một ít dung dịch nhựa rezol trong etanol (từ thí nghiệm 2.1).
2. Thêm từ từ nước vào dung dịch này. Quan sát sự thay đổi.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 2.2):
* Khi thêm nước vào dung dịch nhựa rezol trong etanol, thấy xuất hiện kết tủa trắng đục hoặc dung dịch trở nên đục dần.
* Giải thích: Nước là dung môi có độ phân cực cao hơn etanol. Sự có mặt của nước làm giảm khả năng solvat hóa của dung môi đối với phân tử nhựa rezol, dẫn đến sự tách lớp hoặc kết tủa của nhựa.

—

THÍ NGHIỆM 3: TÍNH CHẤT CỦA POLIME THIÊN NHIÊN VÀ BÁN TỔNG HỢP

Mục đích: Quan sát phản ứng với iot và phản ứng cháy của tinh bột, xenlulozơ và sợi nhân tạo.

Bước 1: Nhận biết tinh bột bằng dung dịch iot
1. Lấy hai ống nghiệm.
2. Ống nghiệm thứ nhất: Cho vào khoảng 2ml dung dịch hồ tinh bột. Thêm 1-2 giọt dung dịch iot. Quan sát.
3. Ống nghiệm thứ hai: Cho vào khoảng 2ml dung dịch axit axetic. Thêm 1-2 giọt dung dịch iot. Quan sát.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 3.1):
* Ở ống nghiệm thứ nhất (hồ tinh bột): Dung dịch chuyển sang màu xanh tím đậm.
* Ở ống nghiệm thứ hai (dung dịch axit axetic): Dung dịch không có sự thay đổi màu sắc rõ rệt, vẫn giữ màu vàng nâu đặc trưng của dung dịch iot.
* Giải thích: Phản ứng màu xanh tím với dung dịch iot là phản ứng đặc trưng để nhận biết tinh bột. Iot có khả năng tạo adon (hợp chất kèm) với các phân tử tinh bột (do cấu trúc xoắn của chuỗi amilozơ), tạo ra màu xanh tím. Axit axetic không phản ứng với iot theo cách này.

Bước 2: Phản ứng cháy của xenlulozơ
1. Lấy một mảnh giấy lọc nhỏ (chứa xenlulozơ).
2. Dùng kẹp gắp mảnh giấy và hơ trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát hiện tượng cháy.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 3.2):
* Mảnh giấy lọc cháy, tạo ra ngọn lửa và tro.
* Giải thích: Lên men là một phản ứng hóa học, trong đó xenlulozơ tác dụng với oxi trong không khí ở nhiệt độ cao, tạo ra các sản phẩm khí như CO₂ và H₂O, cùng với nhiệt. Phương trình phản ứng cháy tổng quát có thể viết là:

(C₆H₁₀O₅)_n + nO₂ → nCO₂ + nH₂O

Phản ứng này cho thấy xenlulozơ là một hợp chất hữu cơ dễ cháy.

Bước 3: Phản ứng cháy của sợi nhân tạo (như sợi nylon, tơ capron)
1. Lấy một mẩu sợi nhân tạo (ví dụ: sợi nylon hoặc tơ capron).
2. Dùng kẹp gắp mẩu sợi và hơ trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát hiện tượng cháy và mùi.

Quan sát và nhận xét (Thí nghiệm 3.3):
* Mẩu sợi nhân tạo khi hơ trên ngọn lửa thường co lại, chảy ra thành giọt và cháy với ngọn lửa có mùi khét đặc trưng (ví dụ: mùi sáp ong hoặc mùi thịt cháy tùy loại polime). Sau khi cháy, thường để lại bã rắn màu đen hoặc xám.
* Giải thích: Các loại sợi nhân tạo như nylon, capron là các polime tổng hợp có nguồn gốc hữu cơ. Thành phần nguyên tố của chúng thường chứa cacbon, hidro, oxi và nitơ (trong nylon, capron có nhóm -NH-). Phản ứng cháy của chúng phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của từng loại polime. Mùi khét đặc trưng là do sự phân hủy và cháy của các nhóm chức có trong mạch polime. Ví dụ, đối với nylon (poliamit), mùi khét có thể giống mùi thịt cháy do sự có mặt của nguyên tố nitơ.

—

KẾT LUẬN:
Qua bài thực hành, chúng ta đã trực tiếp quan sát được một số tính chất quan trọng của prôtêin và các vật liệu polime:
* Prôtêin có khả năng thủy phân trong môi trường axit và cho phản ứng màu Biure đặc trưng với dung dịch NaOH và CuSO₄.
* Một số nhựa bán tổng hợp như nhựa rezol có khả năng tan trong dung môi hữu cơ và bị kết tủa khi thêm nước.
* Tinh bột có phản ứng nhận biết màu xanh tím với dung dịch iot.
* Các vật liệu polime như xenlulozơ và sợi nhân tạo đều có khả năng cháy, cho thấy tính chất hóa học của chúng.

Các em về nhà ôn lại kiến thức, xem lại các bước tiến hành và hiện tượng quan sát được nhé. Nếu có câu hỏi nào, cứ mạnh dạn hỏi thầy. Chúc các em học tốt!