Đang tải... (xem toàn văn)
50 chuyên đề Olympiad Hóa học 4 Hóa phân tích Điện hóa học Lời mở đầu Các bạn độc giả thân mến Trên tay bạn là bộ sách 50 CHUYÊN ĐỀ OLYMPIAD HÓA HỌC là tuyển tập các câu hỏi trong đề thi Olympiad qu.
| Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 50 chuyên đề Olympiad Hóa học Hóa phân tích & Điện hóa học | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Lời mở đầu Các bạn độc giả thân mến Trên tay bạn sách 50 CHUYÊN ĐỀ OLYMPIAD HÓA HỌC - tuyển tập câu hỏi đề thi Olympiad quốc tế nhiều quốc gia giới năm gần đây, phân chia chi tiết thành 50 chuyên đề nhỏ Từ cách 15 năm, [cựu] quản trị viên box Hóa học OlympiaVN (nay Tạp chí KEM & website sachhoahoc.xyz) bắt đầu biên soạn tài liệu tương tự, lưu hành nội - gọi Compilation Tuy nhiên, Compilation trước bị giới hạn mặt nội dung (chủ yếu đề thi HSGQG Việt Nam IChO, với đề thi Olympiad khoảng 3, nước), nhân lực thời gian có hạn nên phân chia chuyên mục chưa thực chi tiết, chia thành phần lớn chưa chia nhỏ thành mảng chuyên đề sâu Chính vậy, năm 20182019, chúng tơi định biên soạn lại sách này, với cập nhật thêm đề thi từ nhiều quốc gia giới (đặc biệt nước có truyền thống Olympiad Hóa học Trung Quốc, Nga nước Soviet cũ, quốc gia khu vực Baltic, ) quan trọng phân chia nội dung chi tiết hơn, với lĩnh vực, 50 chuyên đề - cố gắng bám sát khung chương trình IChO khả Hi vọng rằng, với tuyển tập này, lời đáp cho câu hỏi: "Có đề thi Olympiad Hóa học?" mà nhiều độc giả, đặc biệt bạn học sinh THPT, vốn thường thắc mắc - phần sáng tỏ Lưu ý tuyển tập chọn lọc câu hỏi từ đề thi Olympiad, bạn cần phải có tảng kiến thức tương đối vững Hóa học phổ thông chuyên sâu để trước bắt đầu với hành trình chinh phục kiến thức Ngồi ra, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu nên tuyển tập chưa có thống mặt danh pháp, mong bạn bỏ qua cho bất tiện Chúc bạn tìm thấy niềm vui học tập | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Mục lục | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Chun đề 28: Cân ion dung dịch: acid base Bài Axit xyanhydric axit yếu có số phân ly Ka = 4.93×10–10 a) Tìm pH dung dịch HCN 1.00 M b) 10 L nước tinh khiết bị lẫn NaCN tai nạn pH dung dịch xác định 7.40 Xác định nồng độ tiểu phân Na +, H+, OH-, CN–, HCN từ tính khối lượng NaCN thêm vào | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Hàm lượng cao (so với thông thường) calcium nước tự nhiên chảy qua lớp đá vôi giải thích hịa tan đá vơi theo phản ứng: CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O ƒ Ca2+ + 2HCO3− (1) Đây trình thuận nghịch chịu khống chế số cân cạnh tranh (2-5): CaCO3 (s) ƒ Ca2+ + CO23− CO2 (g) ƒ CO2 (aq) Ks (CaCO3 ) = 4.50 ×10 −9 (2) K(CO2 ) = 0.032 mol/L (3) CO2 (aq) + H2O ƒ H3O+ + HCO3− K1 = 4.45 ×10 −7 (4) HCO3− + H2O ƒ H3O + + CO23− K2 = 4.69 ×10 −11 (5) 1) Dẫn cơng thức tính số cân K phản ứng hồ tan đá vơi (1) tính giá trị 2) Dẫn cơng thức tính nồng độ calcium biết áp suất riêng carbon dioxide không khí Tính nồng độ calcium (mol/L) áp suất riêng carbon dioxide khơng khí p(CO 2) = 3.66·10-4 atm 3) Nồng độ calcium nước sông Don 80 mg/L Tính áp suất riêng carbon dioxide (theo atm) khơng khí lưu vực sơng Don 4) Tính thể tích hydrochloric acid nồng độ 0.09132 mol/L cần để chuẩn độ 100 mL nước sông Don 5) Nên chọn thị sau đây: picric acid, methyl da cam, phenolphthalein, p-nitrophenol cho trình chuẩn độ này? | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Ở 25.0°C áp suất tiêu chuẩn p(CO 2) = 1.00 bar 0.8304 L CO hồ tan vào 1,00L nước 1) Tính nồng độ mol CO2 hịa tan 2) Tính số Henry CO2 25.0°C 3) Tính nồng độ mol CO hòa tan nước mưa, phần thể tích CO2 khí 380 ppm hơm áp suất khí có gía trị 1.00 bar Một phần CO2 hòa tan phản ứng với nước để tạo thành axit cacbonic Hằng số cân phản ứng K=1.67·10 -3, biểu thức KA nồng độ nước xem số nằm biểu thức K 4) Tính nồng độ axit cacbonic hịa tan nước mưa ? Chú ý nồng độ CO2 khơng thay đổi qúa trình Đối với số phân ly nấc thứ [H 2CO3]* sử dụng thay cho nồng độ thực axit cacbonic [H 2CO3]* tổng nồng độ axit cacbonic hịa tan nồng độ khí cacbonic hịa tan CO2 Các gía trị KA: KA1 = 4.45·10-7 and KA2 = 4.84·10-11 5) Tính pH nước mưa Bỏ qua tự proton phân nước nấc phân ly thứ hai axit cacbonic Lưu ý: Giá trị [H 2CO3]* số Năm 1960, phần thể tích CO2 khí 320 ppm 6) Tính pH nước mưa vào thời điểm (tất điều kiện khác câu 3.5.).Đá vơi (CaCO3) có tích số tan KL=4.70·10-9 7) Tính độ tan đá vơi nước tinh khiết Giả sử cacbonat hay hydrocacbonat phản ứng tạo axit cacbonic Tính độ tan đá vôi nước mưa điều kiện Như nói gía trị [H 2CO3]* ln số Để giải làm theo bước sau: 8) Viết ion mà ta chưa xác định nồng độ yêu cầu phải tính 9) Viết tất biểu thức tốn học cần thiết để tính gía trị | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 10) Xác định biểu thức cuối chứa [H3O+] ẩn số Phương trình bậc cao khó để giải xác Ta giả sử pH dung dịch pH = 8.26 11) Tính độ tan đá vơi nước mưa cách sử dụng thông tin cuối | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài 1) Dấm sử dụng nhiều chế biến thực phẩm Thành phần dấm acetic acid có vị cay nồng Một mẫu dấm thường chứa khoảng % acetic acid (theo tỉ lệ thể tích/thể tích, hay v/v) Khối lượng riêng acetic acid 1.05 g mL-1 a) Tính nồng độ mol acetic acid dung dịch dấm b) Tính pH mẫu dấm trên, cho biết Ka (acetic acid) = 1.75·10-5 2) Lấy 100 mL mẫu dấm pha loãng thành 250 mL, lấy 25 mL đem chuẩn độ với dung dịch NaOH 0.100 M 1) Tính pH dung dịch thêm vào 10 mL dung dịch NaOH 2) Tính pH dung dịch điểm tương đương (điểm tương đương điểm kết thúc mặt lí thuyết trình chuẩn độ) 3) Máy đo pH thường hiệu chuẩn cách sử dụng dung dịch đệm biết xác giá trị pH, ví dụ dung dịch chứa sodium acetate acetic acid với pH = Cần mol sodium acetate acetic acid để điều chế 250 mL dung dịch đệm này? Cho biết tổng nồng độ tất dạng acetic acid dung dịch 0.8 M 10 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM thay đổi nào? Xét với 100 mL dung dịch chứa PhCOOH 0.100 M HCl 0.100 M Chú ý HCl khơng bị chiết benzene 7) Tính lượng benzene cực tiểu để chiết 90 % benzoic acid từ dung dịc nước có chứa HCl 0.100 M 270 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Penicillin V số sản phẩm Sandoz Kundl (Tyrol) Một cơng đoạn quan trọng q trình sản xuất penicillin chiết tách từ hỗn hợp lên men Dịch chiết tách cách dùng butyl axetat Nó có hệ số phân bố K D = 48.00 Penicillin (chính xác axit penicillanic nấc HP) bị điện ly dung dịch nước với pKA = 2.75 Như tỉ lệ phân bố D phụ thuộc vào pH dung dịch a) Đưa mối quan hệ tỉ lệ phân bố D với nồng độ H+ b) Tính tỉ lệ phân bố D giá trị pH 1.00, 2.00, 3.00, 4.00 5.00 c) Vẽ đồ thị thể mối tương quan D vùng pH từ 1-5 d) Nồng độ penicillin dung dịch nước thùng lên (250 m 3) 3.00 kg/m3, pH đo 2.00 Tính thể tích butyl axetat cần thiết biết 99.0% lượng penicillin cần phải tách vịng giai đoạn Nếu khơng tính giá trị D câu b), sử dụng giá trị KD thay cho D e) Tính tổng thể tích butyl axetat, 99.0% lượng penicillin chiết tách vòng bước lượng thể tích f) Để đạt đến giá trị pH cần thiết pH = 2.00 người ta dùng axit sunfuric đặc Cần mol H 2SO4 để thêm vào 1L nước thu giá trị này? Có thể bỏ qua tự phân ly nước cho tất lượng H 2SO4 chuyển hóa thành HSO 4- (H2SO4: pKA1 = -3, pKA2 = 1.92) g) Axit sunfuric dùng để axit hóa hỗn hợp lên men (250 m 3) có nồng độ 96% (ρ = 1830 g/l) Cần thể tích axit sunfuric để đạt đến giá trị pH = 2.00 dựa vào kết tính câu f) Có thể bỏ qua tất phản ứng phụ xảy thùng lên men 271 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Trong thập niên 1950, phương pháp thú vị để xác định nồng độ lead(II) ion dung dịch phát triển Phương pháp mô tả sau: 10.00 mL mẫu để xét nghiệm hàm lượng Pb 2+ chuyển vào phễu chiết 250 mL Thêm 75.00 mL dung dịch cyanide vào mẫu để che chắn ion gây nhiễu Điều chế dung dịch cyanide: Trộn 35.00 mL dung dịch ammonia đặc (35.0 %, khối lượng riêng 0.880 g/cm3) trộn với 3.00 mL dung dịch potassium cyanide (10.00 %, khối lượng riêng 1.07 g/cm 3) pha loãng tới 100 mL pH hỗn hợp phễu chiết hạ xuống 9.50 cách bổ sung thêm hydrochloric acid (6.00 M) Sau đó, thêm 7.50 mL dung dịch tác nhân tạo phức dithizone tetrachloromethane (0.00500%, khối lượng riêng 1.594 g / cm3) vào, tiếp 17.50 mL carbon tetrachloride ("carbon tetrachloride") Trong trường hợp này, dithizone tạo thành phức chất màu đậm với lead(II) ion, chất dễ tan tetrachloromethane Lắc hỗn hợp để phase tách Phức leaddithizone qua phase hữu gần hoàn toàn Tiến hành đo độ hấp thụ phase hữu (trắc quang) bước sóng 515 nm, hệ số tắt phức lead-dithizone 66450 L∙mol-1∙cm-1 Tác nhân tạo phức dithizone (H2Dz) phối tử hai với cấu trúc sau: Phương trình tạo phức: H2Dz + Pb2+ ⇌ Pb(HDz)2 + H+ Phương trình sau áp dụng với chiết: Hydrochloric acid Ammonium-Ion Hydrocyanic acid Giá trị pKa -6,00 9,25 9,40 272 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 1) Tính thể tích hydrochloric acid cần thêm vào để đạt pH 9.50 Trong tính tốn, bỏ qua ảnh hưởng potassium cyanide lead (II) ion 2) Xác định pH có tạo thành đáng kể hydrocyanic acid (có nghĩa, nồng độ hydrocyanic acid vượt q cyanide ion) khơng nên bỏ qua 3) Tính nồng độ cực đại lead ion mẫu (theo mol/L) xác định quy trình 4) Tính nồng độ lead ion mẫu độ hấp thụ cuvette cm 0.328, giả sử trình tạo phức chiết diễn hoàn toàn Ở pH 9.50, lead ion tồn nhiều dạng Các cân sau cần phải xét đến: Pb2+ + H2O ⇌ PbOH+ + H+ Pb2+ + H2O ⇌ Pb(OH)2 + H+ Pb2+ + H2O ⇌ HPbO2- + H+ 5) Tính phần trăm phân bố tiểu phân chứa chì pH 9.50 Với tiếp đây: Nếu bạn không nhận kết ý 1.1 giả định 25 mL hydrochloric thêm vào Cũng giả định pH dung dịch khơng thay đổi q trình chiết bỏ qua nồng độ tiểu phân Pb(OH)2 HPbO2- tính tốn Nếu bạn đưa thêm giả định kết phải thể giả định xác (sai số < %) 6) Tính tổng nồng độ tiểu phân chì riêng biệt phase nước sau chiết với lượng dithizone carbon tetrachloride đề cập trên, biết nồng độ ban đầu chì mẫu 1.00 ∙10-6 mol/L 273 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Vàng(III) chiết từ dung dịch HCl vào 1,2-dichloroethane dạng cặp ion tetrachloroaurate ion với cation thuốc nhuộm, có màu xanh rực rỡ (BG+) Hằng số phân li cặp ion thành ion riêng lẻ phase hữu xác định phép đo độ dẫn K d = 2.0 · 10-6 mol/L Bằng phương pháp thị phóng xạ thấy nồng độ đầu vàng(III) phase nước (dung dịch 1) c1 = · 10-6 mol/L 90 % kim loại chiết 1,2-dichloroethane có thể tích Độ hấp thụ phần chiết 650 nm (A 1) 0.11 (chỉ tiểu phân chứa vàng chiết ra, ion kim loại khác cuả thuốc nhuộm không qua phase hữu được) 1) Viết phương trình phản ứng cân chiết Tính phần trăm chiết vàng (R2, %) từ dung dịch nước có nồng độ BG giống nồng độ vàng ban đầu c2 = · 10-5 mol/L (dung dịch 2) Thuốc nhuộm lấy dư nhiều so với kim loại 2) Tính nồng độ vàng c3 mẫu dung dịch 3, độ hấp thụ phase hữu sau chiết A 0.19 Giả sử hệ số hấp thụ mol thuốc nhuộm dạng ion dạng cặp-ion (với kim loại) 3) Dữ liệu sau thu chiết platinum(IV) dạng hexachloroplantinate với thuốc nhuộm xanh rực rỡ Nồng độ platinum ban đầu phase nước Độ hấp thụ phần chiết c4 = 1.0 · 10-6 M A4 = 0.050 c5 = 2.2 · 10-5 M A5 = 0.15 Viết phương trình chiết platinum Xác định nồng độ kim loại c để hoàn thành (> 99 %) phép chiết (R6) Giá trị Kd phức platinum chưa biết 274 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Chiết 100 gam tảo nâu nước chiếu xạ dung dịch thu với tia cực tím bình phản ứng kín, khơng loại bỏ oxygen chuyển hoàn toàn iodide thành đơn chất iodine 1) Viết phương trình phản ứng tạo thành iodine từ iodide vô Chú ý tạo thành kết tủa iodine dung dịch thu Sau thêm cetyltrimethylammonium bromide C 16H33(CH3)3NBr vào dung dịch, có muối A (chứa cation hữu cơ) tạo thành dạng kết tủa Rửa kết tủa, đem cân thấy nặng 1.205 gam Hoà tan kết tủa vào hỗn hợp ethanol-nước (tỉ lệ thể tích 1:1) bình định mức dung tích 100 mL định mức đến vạch; sau lấy 10.00 mL mẫu, đem chuẩn độ với dung dịch sodium thiosulfate 0.1000 M màu cần 3.9 mL dung dịch chất chuẩn 2) Tính lượng iodine chứa kết tủa A Đề nghị cơng thức phân tử có A viết phản ứng xảy 3) Tính hàm lượng iodine tảo theo gam/100 gam Thêm 8.0 mmol NaI vào 100 mL dung dịch sodium iodate 0.040 M HBr M, kết sau màu khoảnh khắc tạo thành dung dịch gần không màu hợp chất B 4) Viết phương trình phản ứng biết khơng có chất dư Chú ý thêm tiếp 12 mmol NaI rắn vào dung dịch lượng dư CTMA thu 12 mmol kết tủa A 5) Viết phương trình phản ứng chuyển B thành A 6) Viết phương trình phản ứng thuỷ phân B Điều kiện phản ứng (acid hay kiềm) xúc tiến cho phản ứng thuỷ phân? Chứng thực phương trình phản ứng 275 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Các dioxime hợp chất 1,2-dicarbonyl sử dụng phổ biến để xác định nickel nhiều quy trình khác Benzyldioxime (BDO, R1 = R2 = C6H5) tồn dạng đồng phân: , -BDO tạo phức chất bền với Ni 2+ với tỉ lệ hợp thức 1:2, -BDO tạo phức chất không bền với tỉ lệ 1:1, cịn -BDO khơng phản ứng với Ni2+ Với dimethylglioxime (DMG, R1 = R2 = CH3), có dạng biết tới Các nhà nghiên cứu cho dung dịch, dạng bị chuyển vị nhanh thành dạng Phức chất Ni2+ với DMG bền gần khơng tan nước Nó chiết chloroform Phức chất Fe2+ (cũng ion kim loại chuyển tiếp khác) với DMG tan nước Chỉ chiêt sbowir chloroform có mặt pyridine alcohol phân tử khối lớn Nhiều kĩ thuật tách phân tích trọng lượng phức nickel với DMG dựa vào khác biệt tính chất phức chất Xác định cấu trúc , -BDO Đề nghị chế phản ứng chuyển vị -DMG thành -DMG Vẽ cấu trúc phức chất Ni2+ Fe2+ với DMG 95 % tổng lượng nickel chiết vào pha hữu từ 100 mL dung dịch nước với 10 mL dung dịch DMG chloroform Xác định hệ số phân bố nickel điều kiện Tính giá trị pH cực tiểu để chiết 99 % Ni 2+ từ dung dịch nước với thể tích dung dịch DMG 0.1 M chloroform Hằng số bền toàn phần phức chất Ni2+ với DMG = 2.5·1017 Các số acid DMG K a1 = 2.9·10-11, Ka2 = 9.0·10-13 Hằng số phân bố DMG phức nickel hệ CHCl 3-H2O KD,R = 0.11 KD = 2.0·102 276 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 277 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Lịch sử phương pháp sắc kí đạt mốc 100 năm vào năm 2003 Sắc kí kĩ thuật hóa lí dùng để phân tách chất dựa phân bố khác chúng phase động phase tĩnh Sắc kí khí (GC) phương pháp hiệu để phân tách xác định chất dễ bay hơi; khí trơ (H2, Ne, N2) chọn làm phase động qua phase tĩnh có diện tích bề mặt lớn Đặc điểm chất thời gian lưu (t R) Trong thực tế hệ số lưu (k) thường sử dụng khơng phụ thuộc vào độ dài cột sắc kí Hệ số (t R – to)/to, với to thời gian lưu khí mang Các tính chất đặc biệt quan trọng với cột sắc ký hiệu (N) biểu diễn số đĩa lý thuyết (TT 3) chiều cao đĩa lý thuyết tương ứng (HETT4) H, với tỉ lệ độ dài cột hiệu Khả phân tách cao ứng với hiệu cột cao Sự phụ thuộc HETT vào tốc độ phase động biểu diễn phương trình van Deemter: H= A + B + C ×V V Trong đó, A, B/V, C·V là trị số ứng với ba trình độc lập ảnh hưởng đến phân bố mũi sắc ký V tốc độ tuyến tính phase động Các số lưu Kovats, I (xem bảng), thường dùng để định lượng chất; số thông số lưu tương đối Trong trường hợp hai alkane dùng làm chất chuẩn, thời gian lưu chất cao chất lại thấp so với chất cần phân tích x, nghĩa là: k(z) < k(x) < k(z+1) với z số nguyên tử carbon alkane Giá trị Kovats I tính sau : lg ( k ( x ) ) − lg ( k ( z ) ) I = 100 × + 100z lg ( k(z + ) − lg ( k(z) ) Hydrocarb Benze Toluen Naphthale Cyclohexe theoretical tray height of equivalent theoretical tray 278 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Cyclohepte on ne e ne ne ne I 650 740 1090 620 725 Các kết sau thu phân tách hỗn hợp hydrocarbon (80 oC, tốc độ phase động 60 mL/phút, cột sắc kí dài 5m, đường kính mm) Thàn h phần o s t C tR, giây Khí man g nC4H1 nC5H1 nC6H1 nC7H1 nCxH2x+ – 20 – 32.5 98.5 120 A ? 418 – 45 68.8 70 CyH nCpH2p+ z B C – 124 91 200 1) Xác định hydrocarbon A B 2) Ước lượng gần nhiệt độ sôi A 3) Biết tốc độ phase động F = 19mL/phút F2 = 50mL/phút hiệu cột 12250 11000 TT Tính tốc độ tối ưu phase động hiệu cột tốc độ 279 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài Sắc kí khí (gas chromatography, GC) phương pháp hiệu để tách xác định hợp chất dễ bay Phase động sắc kí khí khí mang trơ (như nitrogen, helium, hydrogen), dẫn qua phase tĩnh với diện tích bề mặt lớn Xác định sắc kí khí chủ yếu xác định thông số lưu (thời gian lưu tR, thời gian lưu [được] hiệu chỉnh t R’, thể tích lưu thể tích lưu hiệu chỉnh - VR, VR’) Trật tự biến đổi thông số lưu theo số nguyên tử carbon nhiệt độ sôi dãy hợp chất hữu đồng đẳng cung cấp sở để xác định chúng Nếu xác định hợp chất thuộc dãy đồng đẳng biết, để xác định nó, cần biết đặc trưng lưu nhiều thành viên [chất] dãy 3) Dựa vào bảng liệu sau, xác định hydrocarbon A nhiệt độ sôi [gần đúng] Bảng Để xác định hợp chất hữu khơng thuộc dãy đồng đẳng này, có thông số lưu tương tự - số alkane - thuận tiện sử dụng số lưu Kovats (xem bảng dưới) - số lưu tương đối Trong trường hợp này, hai alkane kề lấy làm chất chuẩn, số tách rửa trước nghiên cứu chất sau: t’R(z) < t’R(x) < t’R(z+1), z số nguyên tử carbon alkane Logarithm số lưu tính cơng thức: 4) Sử dụng liệu Bảng liệu tham chiếu cho số Kovats, xác định hydrocarbon B Một đặc trưng quan trọng cột hiệu nó, đo số đĩa lí thuyết (N), chiều cao tương đương đĩa lí thuyết (height 280 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM equivalent to a theoretical plate, HETP) - H tỉ số độ dài cột với hiệu [số đĩa lí thuyết] Hiệu cột cao khả tách chất lớn chiều cao đĩa nhỏ Trong trường hợp lí tưởng, H đường kính hạt hấp thụ (dp) Sự phụ thuộc HETP vào tốc độ tuyến tính phase động (u) mơ tả phương trình Van Deemter: Trong A, B/u C·u đại lượng khuếch tán xoáy, đại lượng khuếch tán theo chiều dọc đại lượng truyền khối Đại lượng khuếch tán xoáy A phụ thuộc vào cấu trúc chất hấp thụ: A = 2·λ·dp, λ là hệ số nạp cột đồng (thường biến đổi từ 0.1 đến 0.8 tăng theo độ đồng chất nhồi) 5) Để tách hỗn hợp hydrocarbon, cột sắc kí khí dài m đường kính mm sử dụng, kích thước hạt chất hấp thụ 50 μm Tốc độ thể tích dịng phase động F = 19 mL/phút F2 = 50 mL/phút, hiệu cột 12.250 11.00 đĩa lí thuyết Tính tộc độ thể tích dịng tối ưu phase động hiệu cột tốc độ Cho cột nhồi hệ số đồng cực tiểu 281 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Bài 10 64 Cu dùng cho chụp cắt lớp phát xạ positron điều chế cách bắn phá mục tiêu kẽm hạt nhân deuterium (mục tiêu sau bắn phá gọi “mục tiêu hoạt hóa”.) 1) Viết phương trình bắn phá hạt nhân 64 Zn hạt nhân deuterium, tạo thành Cu Chỉ rõ số hiệu nguyên tử số khối tất hạt nhân Bỏ qua điện tích 64 Mục tiêu hoạt hóa hịa tan dung dịch hydrochloric acid đặc (HCl(aq)) để tạo thành hỗn hợp chứa Cu 2+ Zn2+ ion phức chất chlorido tương ứng chúng 2) Tính phần mol tiêu phân đồng mang điện tích âm với lượng đồng điều chế cách hoạt hóa mục tiêu kẽm Giả sử [Cl-] = mol dm-3 Với số tạo phức tổng, β, xem Bảng Trước bạn bắt đầu tính tốn, viết điện tích vào trống phía bên phải: Bảng 1: Hằng số tạo phức tổng β tiểu phân Cu (điện tích bỏ [ CuCli ] βi = i [ Cu][ Cl] qua công thức): Hỗn hợp chứa Cu2+ Zn2+ ion phức chất chlorido tương ứng chúng tách nhựa trao đổi anion Nhựa khô dạng OH - phân tán nước huyền phù chuyển vào cột Nhựa rửa với hydrochloric acid - để Cl - ion chiếm tất tâm (nghĩa nhận nhựa dạng Cl-) - sau với nước deion hóa (nước cất) để rửa trơi tồn Cl- ion khơng liên kết 282 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 3) Mọi thứ ban đầu nhiệt độ phòng thí nghiệm trước rửa với hydrochloric acid Nhiệt độ cột có thay đổi q trình rửa với hydrochloric acid khơng? ☐ Khơng ☐ Có, nhiệt độ giảm ☐ Có, nhiệt độ tăng Hỗn hợp chứa Cu2+ Zn2+ ion phức chlorido tương ứng chúng chuyển lên cột chứa đầy nhựa Dung dịch hydrochloric acid sử dụng làm dung môi rửa giải hấp Sử dụng cơng thức thực nghiệm đơn giản, bạn tính tốn đại lượng xác định tính chất rửa giải trung bình tiêu phân đồng kẽm cột Thể tích thẩm tích hay thể tích lưu, VR (thể tích phase động mà 50 % hợp chất rửa giải từ cột) tính sau: VR = Dg × mnhựa, khô, dạng OH + V0 4) Sử dụng hệ số phân bố khối lượng trung bình D g (Dg(các tiểu phân Cu) = 17.4 cm3 g-1, Dg(các tiểu phân Zn) = 78.5 cm3 g-1), tính thể tích lưu VR theo cm3 với các tiểu phân đồng kẽm, biết khối lượng nhựa khô dạng OH -, mnhựa, khơ, dạng OH = 3.72 g thể tích rỗng cột V0 = 4.93 cm3 Nếu bạn không tìm câu trả lời, sử dụng V R(các tiểu phân Cu) = 49.9 cm3 VR(các tiểu phân Zn) = 324 cm3 cho tính tốn Sử dụng công thức thực nghiệm đơn giản, việc tách hai nhóm tiểu phân, A B, xem hoàn toàn nếu: V0.001(A) - V0.999(B) > 10Vc Trong V0.001 thể tích phase động 0.1 % A rửa giải khỏi cột, V0.999 thể tích phase động mà 99.9 % B rửa giải khỏi cột 283 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 5) Dựa vào tính tốn, dự đốn xem liệu tiểu phân đồng có tách hồn tồn khỏi tiểu phân kẽm khơng Thể tích cột chứa đầy nhựa trương nở Vc = 10.21 cm3, đường kính hạt nhựa dp = 0.125 mm, chiều cao nhựa ướt trạng thái trương nở cột L c = 13.0 cm 6) Tính giá trị lí thuyết tổng cơng suất (khối lượng) trao đổi ion cực đại nhựa khô dùng này, Q m,theor, theo mmol g-1 Giả sử nhóm tetralkylammonium nhóm chịu trách nhiệm trao đổi ion nhựa Nếu bạn khơng tìm câu trả lời, sử dụng Q m,theor = 4.83 mmol g-1 cho tính tốn Trong thực tế, khơng phải tồn nhóm tetraalkylammonium tham gia vào trao đổi ion Để xác định tổng cơng suất (thể tích) trao đổi ion, Qv, cột nhồi đầy 3.72 g nhựa khô chuyển thành dạng Cl - rửa với lượng dư dung dịch sodium sulfate Dung môi rửa giải hấp thu vào bình định mức 500 cm3, sau pha loãng với nước tới vạch mức Lấy 100 cm3 đơn vị mẫu đem chuẩn độ điện với dung dịch silver nitrate 0.1027 mol dm-3 Thể tích dung dịch silver nitrate điểm tương đương 22.20 cm3 Thể tích cột bị chiếm nhựa trương nở, V c, 10.21 cm3 7) Tính Qv nhựa trương nở theo mmol nhóm tetraalkylammonium hoạt động cm3 nhựa trương nở Nếu khơng tìm câu trả lời, sử dụng Q v = 1.00 mmol cm-3 cho tính tốn 8) Tính phần mol (x) nhóm tetraalkylammonium tham gia vào q trình trao đổi ion 284 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM ...2 | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM 50 chuyên đề Olympiad Hóa học Hóa phân tích & Điện hóa học | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Lời mở đầu Các bạn độc giả thân... vui học tập | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Mục lục | Bản quyền thuộc Tạp chí Olympiad Hóa học KEM Chuyên đề 28: Cân ion dung dịch: acid base Bài Axit xyanhydric axit yếu có số phân. .. CHUYÊN ĐỀ OLYMPIAD HÓA HỌC - tuyển tập câu hỏi đề thi Olympiad quốc tế nhiều quốc gia giới năm gần đây, phân chia chi tiết thành 50 chuyên đề nhỏ Từ cách 15 năm, [cựu] quản trị viên box Hóa học OlympiaVN