IChO 38 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi)

Hc liu ca din n Olympiavn
Bi tp chun b thi Olympic Hoỏ hc quc t ln th 38

Olympic Hoá học Quốc tế
Lần thứ 38

Bài chuẩn bị
Thi Hoá học Quốc Tế
2-11 tháng 7 năm 2006
Gyeongsan, Korea

" Chemistry for Life,
Chemistry for Better Life"

KOREAN CHEMICAL SOCIETY

KOREA SCIENCE AND
ENGINEERING FOUNDATION


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Hydrogen is the most important constituent of the universe.
Gerhard Herzberg
1971 Nobel Prize in chemistry
I remember, in the winter of our first experiments, just seven years ago, looking
at snow … around my doorstep – great heaps of protons quietly precessing in
the earth’s magnetic field.
Edward Purcell
1952 Nobel Prize in physics

Much of life can be understood in rational terms if expressed in the language of
chemistry. It is an international language, a language without dialects, a
language for all of time, and a language that explains where we came from,
what we are, and where the physical world will allow us to go. Chemical
language has great esthetic beauty and links the physical sciences to the
biological sciences.
Arthur Kornberg
1959 Nobel Prize in physiology or medicine
An idea will not work unless you do.
Oswald Avery
discoverer of DNA as the genetic material

2


Hc liu ca din n Olympiavn
Bi tp chun b thi Olympic Hoỏ hc quc t ln th 38

A. Bài tập
Bi 1: Túm tt lch s cuc sng trong v tr
Hoỏ hc l ngụn ng ca cuc sng. Cuc sng cú c s l nhng nguyờn t,
phõn t v nhng phn ng hoỏ hc phc tp xy ra gia nhng nguyờn t v
nhng phõn t. Một câu hỏi xuất hiện hoàn toàn tự nhiên là nguyờn t xuất hiện
từ đâu? Theo mt mụ hỡnh ó c cụng nhn rng rói, v tr bt u khong
15 t nm trc õy trong mt v n lớn v ang nở ra cho đến bây giờ. Ton b
lch s ca v tr cú th c nhỡn di dng mt lot nhng s ngng t t
nhng ht c bn n phc tp khi v tr b nguội i. Tt nhiờn, cuc sng nh
chỳng ta bit hụm nay l mt hin tng c bit xy ra nhng nhit ụn
ho ca trỏi t. Nhng nguyờn t nh, phn ln l hidro v heli, c hỡnh
thnh trong vi phỳt u tiờn trong giai đoạn giãn nở v vì thế nguội đi nhanh

chóng của v tr sau v n lớn. Nhng ngụi sao l nhng i tng c bit
trong khụng gian, bi vỡ s gim nhit s c o ngc trong thi gian
hỡnh thnh ngụi sao. Nhng ngụi sao l yu t quan trng trong hoỏ hc, bi vỡ
nhng nguyờn t nặng, quan trọng đối với sự sống đang đợc hình thành bờn
trong các ngụi sao, ni m nhit ln hn hng chc triu .
ỏnh giỏ nhit khi phỏt trin v tr cú th s dng biu thc sau:
T = 1010/t1/2
õy, T l nhit trung bỡnh ca v tr theo Kelvin (K) v t l tui ca v tr
theo giõy.
Hóy tr li t 1.1 n 1.6 vi các số nổi bật . Lm trũn cỏc s nu bn mun.
1.1. ỏnh giỏ nhit ca v tr tuổi 1 giây, thờì điểm mà nhiệt độ còn quá
cao để sự có thể xẩy ra sự tổng hợp nhiệt hạch của proton v ntron tạo
thành ht nhõn heli.
1.2. ỏnh giỏ nhit ca v tr thi im khong 3 phỳt, khi s tng hp
hạt nhõn heli gn nh hon thnh.
1.3. ỏnh giỏ tui ca v tr khi nhit khong 3000 K v nhng nguyờn t
trung ho u tiờn c hỡnh thnh bi s kt hp ca ht nhõn hidro v
heli vi cỏc electron.
1.4. Nhng phõn t u tiờn bn vng trong v tr ch sau khi nhit v tr
đủ thp (xp x l 1000 K) cho phộp nhng nguyờn t trong phõn t liờn
kt cht ch vi nhau. ỏnh giỏ tui ca v tr khi nhit khong 1000 K
1.5. ỏnh giỏ nhit trung bỡnh ca v tr khi v tr khong 300 triu nm
trc, khi nhng ngụi sao, nhng thiờn h u tiờn sinh ra.

3


Hc liu ca din n Olympiavn
Bi tp chun b thi Olympic Hoỏ hc quc t ln th 38

1.6. ỏnh giỏ nhit ca v tr hin nay, chỳ ý rng nú xp x nh sự o
phông vi sóng ca v tr.
1.7. Sp xp th t hp lý cho nhng s ngng t, phự hp vi thc t l hn
99% nhng nguyờn t hidro v heli c to ra trong sự giãn nở của v tr.
(a)
- ( ) - ( ) - ( ) - ( ) - ( ) - ( ) - ( ) - ( ) - ( ) trong ú:
a. Các ht quarks proton, neutron
b. 1014 t bo con ngi

c. H, C, N, O H2 , CH4 , NH3 , H2O (khụng gian bờn trong cỏc vỡ sao)
d. Proton, ht nhõn heli + electron H trung ho, nhng nguyờn t He.
e. Protein, axit nucleic, mng t bo u tiờn.
f. Proton, Ntron ht nhõn heli.
g. H2, He, CH4, NH3, H2O, Bi h mt tri.
h. Nhng nguyờn t H, He bị tái ion hoỏ, s to thnh nhng ngụi sao
u tiờn v nhng di ngõn h.
i. Proton, ht nhõn heli (nhng nguyờn t nh)
nhng nguyờn t nh C, N, O, P, S, Fe, U; s n sao bng
j. H2 , CH4 , NH3 , H2O v.v...
amino axit, ng, nucleotit c bn, photpholipit trờn trỏi t.

Bi 2: Hidro trong khụng gian vũ trụ
Hidro l nguyờn t tn ti nhiu nht trong v tr, cu thnh khong 75% khi
lng c bn ca v tr. Cũn li phn ln l heli v mt lng nh nhng
nguyờn t khỏc. Hidro khụng ch l nhiu nht, nú cũn l hp phn cấu thành tt
c cỏc nguyờn t khỏc.
Hidro tn ti nhiu trong nhng ngụi sao nh mt tri. Nh vy trong di Ngân
h, gm cú hn 100 t ngụi sao, cú rt nhiều hidro. Khong cỏch trung bỡnh gia
nhng ngụi sao l vi nm ỏnh sỏng, hidro cng l phn t chớnh tn tai trong
khong khụng gian gia cỏc vỡ sao. Cú khong 100 t thiờn h trong v tr,

khụng gian trng gia nhng thiờn h rt rng ln. Vớ d, khong cỏch t dải
Ngân h n hng xúm gn ca nú l thiờn h chũm sao Tiờn n cng n 2
triu nm ỏnh sỏng. Ngoi ra, hidro cng l yu t cu to u tiờn ca khong
trng gia cỏc thiờn h, mc dự mt nh hn so vi khong trng gia cỏc vỡ
sao. Mt trung bình ca vt cht trong khong khụng gian gia cỏc thiờn h,
ni nhiệt độ hin tại 2,7 K là phông nng lng ca v tr, vo khong 1
nguyờn t/m3.
2.1. Tớnh tc trung bỡnh, (8RT/M)1/2, ca mt nguyờn t hidro trong khong
khụng gian gia cỏc thiờn h.

4


Hc liu ca din n Olympiavn
Bi tp chun b thi Olympic Hoỏ hc quc t ln th 38

2.2. Tớnh th tớch hỡnh tr va chạm ca mt nguyờn t hidro trong mt giõy
bằng cách nhân tiết diện thẳng, d2, với d l ng kớnh ca nguyờn t

hidro (1 ì 108cm), với tốc độ trung bình của nó. Nhng tiểu phõn có tõm
bờn trong ca hỡnh trụ sẽ va chm với nguyờn t hidro.

2.3. Tớnh s va chm của một nguyên tử hiddro trong một giây bằng cách nhân
thể tích trên với mật độ vật chất trung bình. Sau bao nhiêu năm một nguyên
tử hiđro sẽ gặp gỡ một nguyên tử khác?.....
2.4. Tớnh quãng đờng tự do trung bỡnh () ca hidro trong khụng gian gia cỏc
thiờn h. () l khong cỏch trung bỡnh mt ht chuyển động tự do gia cỏc
va chm.
Nhng nguyờn t hidro tn ti tng i nhiu trong khong không gian
gia cỏc vỡ sao bờn trong mt thiờn h, khong 1 nguyờn t/cm3. Nhit

đợc ớc tính l 40 K.
2.5. Tớnh tc trung bỡnh ca nguyờn t hidro trong không gian gia cỏc vỡ
sao.
2.6. Tớnh khong cỏch trung bỡnh () ca hidro trong không gian gia cỏc vỡ
sao.
2.7. Nhng kt qu ny gi ý n kh nng ca nhng phn ng hoỏ hc no
trong khụng gian?

5


Hc liu ca din n Olympiavn
Bi tp chun b thi Olympic Hoỏ hc quc t ln th 38

Bi tp 3: Quang ph ca cỏc phõn t gia cỏc vỡ sao
t khi gp c nhng nguyờn t trong khong trng gia cỏc vỡ sao. Rất giống
với trên bề mặt các lớp băng, chỳng to ra nhng gốc tự do v nhng phõn t.
Nhng tiểu phân này, mà một số đợc đợc cho là đã đóng một vai trò trong sự
phát sinh s sng, ó c xỏc nh bng cỏc phng phỏp quang ph khỏc
nhau. Ph hp th của các tiểu phân có trong không gian gia cỏc vỡ sao cú th
c quan sỏt bi vic s dng bc x nền làm nng lng kớch thớch. Phổ phỏt
x t các tiểu phân ở trng thỏi kớch thớch cng c quan sỏt c. Nhng
mnh v n gin cú hai nguyờn t nh CH v CN ó c nhận dạng trong
khụng gian gia cỏc sao hn từ 60 nm trc õy.
3.1. Bc x in t nền trong khụng gian gia cỏc sao có phõn b nng lng
đặc trng liờn quan với nhit ca mt ngun vt en tuyt i. Theo
cụng thc ca Wien, bc súng () tng ng vi cng ỏnh sỏng cc
i phỏt ra t mt vt th en có nhit T biu din bng T = 2.9 ì 10-3
m K. Chỳng ta hóy xem xột mt vựng gn mt ngụi sao cú nhit l 100
K. Nng lng tớnh ra Jun ca mt photon tng ng vi mt peak bc x

phỏt ra t vt en tuyt i 100 K là bao nhiêu?
Khi nhng phõn t vi momen lng cc bng 0 quay, bc x in t cú
th c hp th hoc phỏt ra. Quang ph liờn quan n s quay ca phõn
t gi l quang ph súng ngn, vỡ bc x in t c hp th trong vựng
súng cc ngn. Mc nng lng quay ca phõn t cú hai nguyờn t c
biu din bng EJ = J(J+1)h2/82I ( õy J l s lợng tử quay, h l hng s
Planck, I l mụmen quỏn tớnh àR2). S lợng tử quay J l s nguyờn tng
dn t 0 v khi lng rút gọn à c biu din bng m1m2/(m1+m2) i
vi phõn t hai nguyờn t (m1 v m2 l khi lng ca hai nguyờn t
trong phõn t). R l khong cỏch gia hai nguyờn t liờn kt vi nhau.
3.2. Cacbon oxit l phõn t nhiu th hai sau hidro cú mt trong khong khụng
gian gia cỏc vỡ sao. Sự chuyn mức quay (sự thay đổi số lợng tử quay J)
với năng lợng chuyển ti thiu l gì? Nng lng chuyn ti thiu (tớnh
ra Jun) ca s quay ca 12C16O l bao nhiờu? ( di liờn kt ca CO l 113
pm). So sỏnh nng lng chuyn tip ca CO vi nng lng bc x trong
phn 3.1. Kt qu ny gi ý iu gỡ? S phõn b cỏc phõn t theo các mc
nng lng khỏc nhau liờn quan vi nền nhit , mà nền nhit này nh
hng lên phổ hp th v phát xạ.

6


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Hình 3.1 Biểu đồ dao động vÒ sù chuyÓn n¨ng l−îng quay thấp nhất của
12 16
C O ở 115,270 MHz. Đường cong được lấy tại nhiệt độ của không khí
lỏng, thấp hơn nhiệt độ của nước đá khô. (Tham khảo: O. R. Gilliam, C.
M. Johnson and W. Gordy. Phys. Rev. vol. 78 (1950) p.140.)

3.3. Phương trình biểu diễn mức năng lượng quay có thể áp dụng cho sự quay
của phân tử hidro. Tuy nhiên nó không có momen lưỡng cực, nên sự
chuyển với ∆J = 1 là không được phép. Thay vào đó quan sát được bức xạ
rất yếu của sự chuyển tiếp với ∆J = 2. Tính nhiệt độ của khoảng không
gian giữa các vì sao, ở đó năng lượng của photon ở cường độ bức xạ cực
đại, cũng là năng lượng chuyển của phân tử hidro (1H2) giữa J = 0 và 2.
Độ dài liên kết H − H là 74 pm.

7


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 4: §Þnh luËt khÝ lý tưởng ở lõi của mặt trời
Cuộc sống trên trái đất có thể đã được tạo bởi năng lượng từ mặt trời. Mặt trời
là ngôi sao tiêu biểu thuộc nhóm các ngôi sao của sự đốt hidro ( trong phản ứng
nhiệt hạt nhân chứ không phải là sự oxihoá), gọi là các ngôi sao của dãy chính.
Lõi của mặt trời có chứa 36% hidro (1H) và 64% heli (4He) về khối lượng.
Dưới nhiệt độ và áp suất cao bên trong mặt trời, những nguyên tử mất toàn bộ
các electron và cấu trúc hạt nhân của các nguyên tử trung hoà trở thành không
thích hợp. Khoảng trống rộng lớn bên trong nguyên tử, đáng ra chỉ dành cho
các electron, lạì dành cả cho các proton, hạt nhân Heli và các electron. Trạng
thái như vậy gọi là plasma. Ở lõi của mặt trời, mật độ được ước tính là 158
g/cm3 và áp suất 2.5 × 1011 atm).
4.1. Tính tống số mol của proton, hạt nhân heli và electron kết hợp trong mỗi
cm3 lõi của mặt trời.
4.2. Tính phần trăm khoảng không gian bị chiếm bởi các hạt trong khí hidro ở
300 K và 1 atm, trong hidro lỏng và trong plasma ở lõi của mặt trời. (tỷ
trọng của hidro lỏng là 0,09 g/cm3)

Bán kính của một hạt nhân có thể được tính theo biểu thức r = (1,4 ×
10−13cm)(số khối)1/3.
Giả thiết là thể tích của một phân tử hidro gấp hai lần một nguyên tử hidro
và nguyên tử hidro là một hình cầu với bán kính Bohr (0,53 × 10-8cm).
Ước lượng lời giải của bạn tới một chữ số có nghĩa.
4.3. Áp dụng định luật về khí lý tưởng, ước tính nhiệt độ tại lõi của mặt trời và
so sánh kết quả của bạn với nhiệt độ cần cho sự tổng hợp nhiệt hạt nhân
của hidro tạo thành heli (1,5 × 107 K)

8


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 5: Khí quyển của các hành tinh
Hệ mặt trời được tạo ra khoảng 4,6 tỷ năm trước đây từ một đám mây của khí
giữa các vì sao, nó chứa phần lớn hidro và heli với một lượng nhỏ các khí khác
và bụi.
5.1. Tuổi của hệ mặt trời có thể được tính bởi việc xác định tỷ lệ khối lượng
giữa Pb-206 và U-238 trong đá mặt trăng. Viết toàn bộ các phản ứng hạt
nhân cho sự phân rã U-238 tạo thành Pb-206
5.2. Thời gian bán huỷ của toàn bộ phản ứng được quyết định bởi sự phân rã
4
234
anpha đầu tiên của U-238 ( 238
92 U → 90 Th + 2 He), là giai đoạn chậm nhất
trong toàn bộ chuỗi các phản ứng xảy ra. Thời gian bán huỷ của phản ứng
này là 4,51 × 109 năm. Tính tỷ lệ khối lượng của Pb-206 và U-238 trong
đá mặt trăng, tài liệu mà nhờ đó người ta suy ra tuổi của hệ mặt trời.

Hidro ở dạng tự do và heli hiếm có trên trái đất, vì chúng thoát ra khỏi trái đất
sớm. Tốc độ đủ để thoát ra khỏi sức hút của một hành tinh là vận tốc cần thiết
tối thiểu của một hạt hoặc một vật thể (chẳng hạn phân tử khí hoặc tên lửa) đủ
để thoát khỏi sức hút trọng trường của hành tinh. Vận tốc cần để thoát khỏi
trọng trường trái đất của một vật thể với khối lượng m có thể được xác định
được bởi điều kiện cân bằng thế năng hấp dẫn, GMm/R, với động năng
(1/2)mv2 của đối tượng. Chú ý là m có thể loại khỏi hai vế của phương trình, vì
thế tốc độ thoát khỏi trọng trường của một vật thể là không phụ thuộc vào
khối lượng của vật thể . Tuy nhiên, nó vẫn còn phụ thuộc vào khối lượng của
hành tinh.
G: hằng số của sự hấp dẫn = 6,67 × 10−11 Nm2kg−2.
M: khối lượng trái đất = 5,98 × 1024 kg
R: bán kính của trái đất = 6,37 × 106 m
5.3. Tính tốc độ đủ để thoát khỏi sức hút của trái đất.
5.4. Tính tốc độ trung bình, (8RT/πM)1/2, của một nguyên tử hidro và một phân
tử nitơ tại nhiệt độ môi trường. So sánh kết quả với tốc độ đủ để thoát khỏi
sức hút của trái đất. Chú ý rằng nhiệt độ của phần trên của khí quyển, nơi
mà các khí thoát ra khỏi sức hút trái đất có thể khác đi ít nhiều. Cũng chú ý
rằng sự quang phân của hơi nước bởi tia cực tím có thể tạo thêm hidro.
Hãy giải thích tại sao những nguyên tử hidro dễ thoát ra khỏi sức hút hơn
những phân tử nitơ mặc dù tốc độ để thoát khỏi sức hút không phụ thuộc
vào khối lượng của vật thể.

9


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Thành phần hoá học của khí quyển hành tinh phụ thuộc vào nhiệt độ của khí

quyển hành tinh (mà nhiệt độ này lại phụ thuộc vào khoảng cách từ mặt trời,
nhiệt độ bên trong v.v...),vào hoạt động kiến tạo và sự tồn tại của sự sống.
Trong khi mặt trời phát ra sức nóng, ánh sáng và gió mặt trời do phản ứng nhiệt
hạt nhân của hidro tạo thành heli, thì các hành tinh nguyên thuỷ (Sao thuỷ, Sao
kim, Trái đất, Sao hoả) mất hầu hết các vật chất ỏ thể khí (hidro, heli, metan,
nitơ, nước, cacbon oxit v.v...). Khi các nguyên tố nặng như sắt và niken được
tập trung ở lõi và sự phân rã phóng xạ phát ra nhiệt lượng, nhiệt độ bên trong
của hành tinh tăng lên. Những chất khí bị giữ lại, như cacbon dioxit và nước, di
trú tới bề mặt. Sự thoát tiếp theo của các khí từ hành tinh không gian vũ trụ với
một tốc độ đủ để thoát đã cho vào phụ thuộc vào sự phân bố tốc độ. Tỷ lệ các
phân tử khí có tốc độ vượt qua tốc độ thoát càng lớn thì càng nhiều phân tử khí
có thể khí sẽ thoát ra trong toàn bộ thời gian.
5.5. Khoanh tròn tên của hành tinh mà ở đó áp suất khí quyển và thành phần
cấu tạo phù hợp với các dữ liệu đã cho. Giải thích.
Nhiệt độ bề mặt và bán kính trung bình của hành tinh như sau:
Sao kim: 730 K; 6052 km
Trái đất: 288 K; 6378 km
Sao hoả: 218 K; 3393 km
Sao mộc: 165 K; 71400 km
Sao diêm vương: 42 K; 1160 km
thành phần (%)

Hành tinh

a

Áp suất
(atm)
> 100

H2(82); He(17)

(Sao Kim, Trái đất, sao Hoả, sao Mộc, sao
Diêm vương)

b

90

CO2(96.4); N2(3.4)

(Sao Kim, Trái đất, sao Hoả, sao Mộc, sao
Diêm vương)

c

0,007

CO2(95.7); N2(2.7)

(Sao Kim, Trái đất, sao Hoả, sao Mộc, sao
Diêm vương)

d

1

N2(78); O2(21)

(Sao Kim, Trái đất, sao Hoả, sao Mộc, sao

Diêm vương)

e

10−5

CH4(100)

(Sao Kim, Trái đất, sao Hoả, sao Mộc, sao
Diêm vương)

5.6. Viết công thức Lewis cho H2, He, CO2, N2, O2 và CH4. Mô tả tất cả các
electron hoá trị.
5.7. Toàn bộ các thành phần khí quyển của các hành tinh ở trên gồm những
nguyên tử và những phân tử có điểm sôi thấp. Điểm sôi được xác định
trước hết bởi tính phân cực của phân tử, tính phân cực của liên kết và dạng
hình học của phân tử. Những phân tử không có cực với lực phân tử phân
10


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

tán sẽ luôn có điểm sôi thấp. Nhưng vẫn có sự khác nhau về điểm sôi giữa
các phân tử không có cực. Hãy sắp xếp theo thứ tự điểm sôi tăng dần của
các phân tử sau: H2, He, N2, O2 và CH4. Giải thích sự sắp xếp.

11

Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 6: Sự tìm ra các khí hiếm
Những phân tử như H2, N2, O2, CO2 và CH4 ở bài tập 5 được hình thành nhờ
liên kết hoá học của các nguyên tử. Mặc dù hoá trị được biết vào thế kỷ 19
nhưng bản chất của hoá trị và liên kết hoá học đã không được biết đến trong
một thời gian dài. Trớ trêu thay, sự tìm ra các khí hiếm với khả năng phản ứng
hoá học thực tế bằng không lại cung cấp một manh mối để trả lời câu hỏi tại sao
các nguyên tố khác với khí hiếm lại có sự kết hợp về phương diện hoá học.
Năm 1882, Rayleigh đã quyết định xác định một cách chính xác tỉ trọng của khí
để kiểm tra lại giả thuyết của Prout.
6.1. Giả thuyết của Prout là gì? Bằng chứng nào được ông sử dụng để xây dựng
giả thuyết của mình? (Tìm kiếm trên Internet hoặc những nguồn khác).
Để loại bỏ oxi và chuẩn bị nitơ tinh khiết, Rayleigh sử dung phương pháp đươc
Ramsay giới thiệu. Thổi bọt không khí qua amoniac lỏng và chuyển qua một
ống chứa đồng đốt nóng đỏ. Oxi của không khí đã kết hợp với hidro của
amoniac. Amoniac thừa và nước được loại bỏ bằng axit sunfuric đặc. Đồng
được sử dụng để tăng thêm diện tích bề mặt và như là chất chỉ thị, nếu đồng vẫn
sáng ngời thì kể như amoniac đã làm xong nhiệm vụ của nó.
6.2. Viết một phương trình đã cân bằng cho phản ứng của oxi không khí với
amoniac. Giả thiết rằng không khí có 78% nitơ, 21% oxi và 1% argon theo
thể tích ( Rayleigh không bi ết có khí này) và trình bày cả nitơ lẫn argon
trong phương trình của bạn.
6.3. Tính khối lượng phân tử của nitơ với khả năng có thể được từ phép đo tỉ
trọng của nitơ đã được chuẩn bị như trên. Ghi chú: Argon có trong mẫu,
mà Rayleigh không để ý tới , có liên quan đến phép đo tỉ trọng .(khối
lượng nguyên tử: N = 14,0067, Ar = 39,948).
Rayleigh cũng điều chế nitơ bằng cách cho không khí trực tiếp đi qua đồng
nóng đỏ.

6.4. Viết một phương trình đã cân bằng cho việc loại bỏ oxi trong không khí
bởi đồng nóng đỏ, cũng trình bày cả nitơ lẫn argon trong phương trình của
bạn.
6.5. Tính khối lượng của phân tử có thể được của nitơ từ phép đo tỉ trọng của
nitơ điều chế bằng phương pháp thứ hai.
6.6. Rayleigh ngạc nhiên khi thấy tỉ trọng thu được từ hai phương pháp khác
nhau 0,001, một sự sai lệch tuy nhỏ nhưng luôn lặp lại. Hãy kiểm tra lại sự
sai lệch đó từ những câu trả lời của bạn trong 6.3 và 6.5.

12


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

6.7. Nhằm khuếch đại sự sai lệch khác nhau này, Rayleigh đã sử dụng oxi tinh
khiết thay cho oxi của không khí trong phương pháp amoniac. Sự sai lệch
này sẽ thay đổi như thế nào?
6.8. Nitơ cũng như oxi trong không khí đều bị loại bỏ bởi phản ứng với Mg
được đốt nóng (khả năng phản ứng mạnh hơn đồng). Khí mới còn lại sau
đó chiếm khoảng 1% của không khí là khí duy nhất. Tỉ trọng của khí mới
đó gấp khoảng ( ) lần so với không khí.
6.9. Một vạch phổ trước đây chưa biết nhìn thấy đã quan sát được từ khí mới
tách ra từ 5 cc không khí. Đặc tính đáng chú ý nhất của khí mới là tỉ lệ về
nhiệt dung riêng của nó (Cp/Cv), mà tỏ ra có thể tối đa là 5/3. Sự quan sát
cho thấy toàn bộ sự chuyển động của phân tử là (.....). Do đó, Argon là khí
đơn nguyên tử.
(1) Electronic
(2) Dao động
(3) Quay

(4) Tịnh tiến
6.10.Tính khối lượng của Argon trong một phòng lớn 10m × 10m × 10m ở STP
(nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn)
Vào năm 1894, Rayleigh and Ramsay đã công bố sự tìm ra Argon. Sự tìm
ra những khí hiếm diễn ra sau đó (He, Ne, Kr, Xe) và nhóm các khí mới đ
ược thêm vào bảng tuần hoàn. Kết quả là Rayleigh vµ Ramsay được nhận
các giải thưởng Nobel tương ứng về vật lý và hoá học vào năm 1904.
6.11. Tên của các nguyên tố đôi khi có gốc Hilạp hoặc Latinh và thường có
nguồn gốc từ những thuộc tính hoặc các cách thức tìm ra nó. Hãy nối tên
nguyên tố với cụm từ có ý nghĩa phù hợp với nó.
• mới
helium•
•
• kẻ xa lạ
neon
• lười biếng
argon•
• ẩn nấp (che khuất)
krypton•
• mặt trời
xenon•

13


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 7: Tính tan của các muối
Tính hoà tan của các kim loại và các muối của chúng đóng vai trò quan trọng

trong lịch sử thay đổi hình dạng bề mặt Trái đất. Hơn nữa, tính hoà tan còn là
phương tiện để thay đổi khí quyển của Trái đất. Khí quyển của Trái đất cổ xưa
rất giàu cacbon dioxit. Nhiệt độ bề mặt của trái đất được duy trì ở trên điểm sôi
của nước do sự bắn phá liên tục của các hành tinh nhỏ. Khi trái đất lạnh đi, có
mưa và một đại dương nguyên thuỷ được hình thành. Khi các kim loại và các
muối của chúng tan ra, đai dương trở nên kiềm và một lượng lớn cacbon dioxit
từ không khí đã tan vào đại dương. CO2 của phần lớn khoáng cacbonat được
lấy từ bầu khí quyển nguyên thuỷ này.
Khi cuộc sống xuất hiện khoảng 3,8 tỉ năm trước đây và vi khuẩn quang hợp
tiến triển khoảng 3 tỉ năm trước đây thì oxi được tạo ra như một sản phẩm phụ
của sự quang hợp. Oxi phản ứng với ion kim loại trong đại dương, các oxit kim
loại có độ tan nhỏ lắng đọng trên thềm đại dương rồi sau trở thành đất khô trong
các chuyển động kiến tạo nên lục địa. Quặng sắt và nhôm đã và đang có một
tầm quan trọng đặc biệt với vai trò là nguyên liệu trong nền văn minh của con
người.
Chúng ta hãy xem xét vấn đề độ tan của bạc halogenua. Trị số Ksp của AgCl và
AgBr là 1,8 × 10−10 và 3,3 × 10−13 .
7.1. Một lượng dư AgCl được đưa vào nước tinh khiết (nước đã khử ion ). Tính
nồng độ của Cl− nằm cân bằng với chất rắn AgCl. Lặp lại sự tính toán đối
với Br−, thay AgBr cho AgCl.
7.2. Giả thiết 0,100 L Ag+ 1,00 × 10−3 M được cho vào dung dịch Cl− có cùng
thể tích và nồng độ. Tính nồng độ của Cl− trong dung dịch khi cân bằng
được thiết lập. Tính % muối clorua trong dung dịch.
7.3. Giả thiết 0,100 L Ag+ 1,00 × 10−3 M được cho vào dung dịch Br− có
cùng thể tích và nồng độ. Tính nồng độ của Br− trong dung dịch khi cân
bằng được thiết lập. Tính % muối bromua trong dung dịch.
7.4. Sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng lại câu trả lời trong 7.2 và 7.3 là khó
khăn, vì mọi chi tiết đúng về thể tích và nồng độ của dung dịch là không
biết. Hãy lặp lại tính toán của 7.2 và 7.3 nhưng thay nồng độ của Ag+
trong dung dịch là 1,01 × 10−3 M.

14


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bây giờ chúng ta hãy giả thiết là thêm từ từ và khuấy đều dung dịch Ag+ nồng
độ 1,00 × 10−3 M vào 0,100 L dung dịch có chứa cả Cl− và Br− nồng độ 1,00 ×
10−3 M .
7.5. Bạc (I) halogenua nào sẽ kết tủa trước? Mô tả tình trạng khi kết tủa đầu
tiên xuất hiện.
7.6. Xác định % của các ion Cl−, Br−và Ag+trong dung dịch và trong kết tủa
sau khi thêm 100, 200, 300 mL dung dịch Ag+trên.
Vadd

% Br
trong dd

% Br
trong kết tủa

% Cl
trong dd

100 mL
200 mL
300 mL

15

% Cl
trong kết tủa

% Ag
trong dd

% Ag
trong kết tủa


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 8: Phương pháp vật lý để xác định số Avogadro
Số Avogadro là một hằng số cơ bản trong hoá học. Tuy nhiên, sự xác định
chính xác trị số này phải mất một thời gian dài. Chính Avogadro (1776-1856)
cũng không biết số Avogadro được biết ngày nay. Vào khoảng thời gian
Avogadro mất, số Avogadro được xác định từ những tính chất của các chất khí,
như sự hệ số khuyếch tán và độ nhớt, tính gần đúng là 5 × 1022. Số Avogadro

như chúng ta biết hôm nay (6,02 x 1023) chỉ được sử dụng từ đầu thế kỷ 20.
Chúng ta hãy xét ba cách tiếp cận riêng biệt sau đây.
8.1. Tại cân bằng nhiệt, xác suất tìm thấy một phân tử với khối lượng m ở độ
cao h là tỉ lệ thuận với thừa số Boltzmann, exp(-E(h)/kBT), ở đây E(h) là
thế năng hút (mhg), (g = 9,81 m/s2) và k là hằng số Boltzmann. Như vậy
B

mật độ của các phân tử ở độ cao h tuân theo luật phân bố kiểu "khí áp":
ρ ( h)

− mg (h − ho )
⎤
= exp⎡
k
T
⎢
B ⎥
⎣
⎦
ρ (h0 )

(a) Những hạt hình cầu có đường kính 0,5 µm và khối lượng riêng 1,10g/cm3
được tạo huyền phù trong nước (khối lượng riêng 1,00 g/cm3) tại 200C.
Hãy tính khối lượng hiệu dụng m của những hạt chắc chắn sẽ nối.
(b) Xem mật độ các hạt với khối lượng hiệu dụng tuân theo luật phân bố kiểu
"khí áp".Trong một thí nghiệm, người ta đo được sự phân bố thẳng đứng
của các hạt, và thấy mật độ tại khoảng cách theo phương thẳng đứng h =
= 6,40 × 10−3cm giảm tới 1/e lần so với mật độ tại ho. Hãy tính hằng số
Boltzmann.
(c) Tính số Avogadro sử dụng hằng số Boltzmann và hằng số khí (R = 8,314
J/mol.K)
8.2. Số Avogadro cũng có thể được xác định bằng phương pháp tinh thể học tia
X của đơn tinh thể. Khối lượng riêng của tinh thể natri clorua là 2,165
g/cm3. Mạng tinh thể natri clorua được cho ở hình bên dưới (hình 8-1).
Khoảng cách giữa các tâm của hai ion Na+ và Cl− kề nhau được xác định
là 2,819 ×10−8cm. Hãy tính số Avogadro.

16

Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Hình 8-1. Cấu trúc mạng tinh thể của Natri clorua
Trong một tinh thể muối, sự sắp xếp của các anion và các cation theo cấu trúc
mạng lập phương tâm mặt. Các anion và cation nằm xen kẽ nhau. Một ô mạng
cơ sở chứa 4 anion (8 ion ở 8 đỉnh, mỗi ion được sử dụng chung cho 8 ô mạng
cơ sở nên = 8 × 1/8 = 1 ion và 6 ion định vị ở 6 tâm của 6 mặt, mỗi ion được sử
dụng chung cho 2 ô mạng cơ sở nên = 6 × 1/2 = 3 ion ). Tương tự như vậy, mỗi
ô mạng cơ sở cũng chứa 4 cation.
8.3. Vào năm 1913, trong một thí nghiệm nổi tiếng về giọt dầu Millikan đã xác
định rằng đơn vị cơ sở của điện tích là 1,593 × 10-19 culomb. Hãy tính số
Avogadro từ trị số này và số Faraday là điện tích đương lượng gam
(Millikan đã sử dụng 1 Faraday = 96469 culomb)

17


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 9: Xác định số Avogadro bằng phương pháp điện hoá
Theo định nghĩa, số Avogadro là số nguyên tử có trong 12 gam cacbon-12. Số
avogadro được CODATA (Commitee on Data for Science and Technology)
giới thiệu vào năm 2002 là 6,0221415(10) × 1023 mol−1, ở đây số trong ngoặc
đơn biểu diễn độ lệch chuẩn của 2 chữ số cuối. Số Avogadro có thể được xác
định bằng sự điện phân. Dòng điện và thời gian được sử dụng để xác định số
electron chuyển qua pin điện hoá được biểu diễn bằng Q = I× t (Điện lượng =
dòng điện × thời gian). Điện cực đồng được dùng trong sự điện phân dung dịch
H2SO4 0,5 M. Trong thời gian điện phân, đồng bị mất đi ở cực dương, vì các

nguyên tử đồng bị mất electron để trở thành ion đồng. Những ion đồng chuyển
qua dung dịch, tại bề mặt của cực âm khí hidro được giải phóng nhờ sự khử ion
hidro trong dung dịch axit. Kết quả thí nghiệm như sau:
Sự giảm khối lượng cực dương: 0,3554 gam
Dòng điện một chiều: 0,601 A
Thời gian điện phân: 1802 s
Ghi chú: 1 A = 1 C/s hay 1 A·s = 1 C và điện tích của một electron là 1,602 ×
10−19 C
9.1. Viết các phản ứng xảy ra ở cả cực dương lẫn cực âm.
9.2. Tính tổng số điện tích chuyển qua mạch điện.
9.3. Tính số electron chuyển vào sự điện phân.
9.4. Tính khối lượng của một nguyên tử đồng.
9.5. Xác định số Avogadro (khối lượng mol nguyên tử của đồng là
63,546g/mol).
9.6. Xác định % sai số trong phép đo số Avogadro theo phương pháp này.
9.7. Ngoài cách trên có thể sử dụng khí hiro thoát ra để xác định số Avogadro.
Tính khối lượng khí hidro thoát ra. Phương pháp xác định số Avogadro từ
khối lượng khí hidro thoát ra có tính thực tiễn không?.

18


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 10: Entanpi, entropi và tính ổn định
Toàn bộ những biến đổi hoá học trong các hệ có sự sống và không có sự sống
đều tuân theo những quy luật của nhiệt động lực học. Hằng số cân bằng của một
phản ứng đã cho được xác định bởi biến thiên năng lượng tự do Gibbs (có thể
tính toán trên cơ sở xác định biến thiên entanpi, biến thiên entropi và nhiệt độ).

10.1. Điền vào chỗ trống (từ a – f) các từ thích hợp sau đây:
Hằng số cân bằng Keq
Biến thiên entropi ∆S
Biến thiên entanpi ∆H
Biến thiên năng lượng tự do ∆G
a) Phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ
b) Li ên quan chặt chẽ với độ bền liên kết
c) Tiêu chuẩn để đánh giá mức độ hỗn loạn là
d) Có liên quan tới số lượng chất phản ứng và sản phẩm là
e) Tiêu chuẩn tự diễn biến của phản ứng hoá học
f) Cho biết nhiệt lượng hấp thụ hoặc giải phóng

(
(
(
(
(
(

)
)
)
)
)
)

Cân bằng sau đây tồn tại trong sự phân ly ở pha hơi của hợp chất liên phân tử
D.BX3, giữa các phân tử cho D (donor) và hợp chất của Bo, BX3.
D⋅BX3(k) ↔ D(k) + BX3(k)
[ D ] × [ BX 3 ]

Kp =
[ D.BX 3 ]
10.2. Hằng số phân ly (Kp) ở 1000C của các hợp chất liên phân tử Me3N·BMe3
và Me3P·BMe3 lần lượt là 0,472 và 0,128 atm. Hãy tính biến thiên năng
lượng tự do chuẩn của sự phân ly ở 1000C cho cả hai hợp chất. Phức chất
nào bền hơn tại nhiệt độ này?
10.3.Biến thiên entropi chuẩn của sự phân ly (∆S0) của Me3N·BMe3 là 45,7
cal/mol.K và của Me3P⋅BMe3 là 40,0 cal/mol.K. Hãy tính Biến thiên
entanpi chuẩn của sự phân ly cho cả hai hợp chất. Liên kết trung tâm của
hợp chất nào bền hơn? Cho rằng ∆H và ∆S đều không phụ thuộc vào nhiệt
độ.
10.4. Số hạng nào trong hai
số hạng entanpi (∆H) và entropi (T∆S) đóng vai
trò quan trọng hơn trong xác định tổng độ bền của các hợp chất liên phân
tử này tại 100°C ?

19


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

10.5.Tại nhiệt độ nào Me3N⋅BMe3 trở nên có độ bền nhiệt động cao hơn
Me3P⋅BMe3? Cho rằng ∆H và ∆S đều không phụ thuộc vào nhiệt độ.

20


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 11: Các axit và bazơ Lewis
Các axit và bazơ rất cần cho cuộc sống. Các Aminoaxit có chứa cả nhóm axit và
bazơ. DNA và RNA là những axit nucleic bao gồm các chất cơ bản như adenin,
guanin, tymin, cytonin và uraxin. Như vậy, sự hiểu biết về hoá học axit-bazơ là
điều cần thiết để hiểu biết cuộc sống. Tên gọi oxi được Lavoisier đặt cho nguy
ên t ố n ày vì đặc tính tạo ra axit của nó. Đặc tính tạo axit của oxi chứng tỏ độ
âm điện cao của oxi. Lewis mở rộng định nghĩa của các axit - bazơ và độ âm
điện cũng là điểm chủ yếu trong hiểu biết của Lewis về độ axit và độ bazơ.
11.1. Hãy mô tả cấu trúc phân tử BX3. Obitan lai hoá của Bo ở trạng thái lai
hoá nào?
11.2.Trạng thái lại hoá này thay đổi như thế nào khi halogenua Bo hình thành
một liên phân tử với một bazơ, ví dụ như Pyridin (C5H5N)? Sự thay đổi
cấu trúc xung quanh Bo với sự hình thành liên phân tử nói trên sẽ thuận lợi
hơn khi X là F hay I ? Hãy sắp xếp BF3, BCl3, và BBr3 theo chiều tăng dần
tính axit Lewis dựa vào sự xem xét cấu trúc nói trên.
11.3. Độ âm điện là căn cứ quan trọng khác trong việc dự đoán tính axit Lewis.
Sắp xếp BF3, BCl3, và BBr3 theo chiều tăng dần tính axit Lewis chỉ dựa
trên độ âm điện của các nguyên tố halogen (hiệu ứng cảm ứng).
11.4.Sự hình thành liên phân tử giữa halogenua Bo (axit Lewis) với Pyridin
(bazơ Lewis) toả nhiệt hay thu nhiệt? Axit Lewis nào có biến thiên entanpi
lớn nhất khi hình thành liên phân tử ?
11.5. Mặc dù sự tính toán độ bền tương đối của ba halogenua Bo ở trạng thái
khí là tốt hơn, nhưng trạng thái lỏng của các vật liệu này cũng có thể được
sử dụng như một trạng thái nghiên cứu có thể chấp nhận được, vì
halogenua Bo là những chất lỏng hoặc chất khí tương đối không phân cực.
Quá trình trộn Bo halogenua với nitrobenzen có biến thiên entanpi là ∆H1
và quá trình trộn dung dịch nitrobenzen-Bo halogenua với Pyridin cũng
trong nitrobenzen có biến thiên entanpi là ∆H2, đã cho ở dưới đây:
BX3(lỏng) + C6H5NO2(lỏng) → C6H5NO2⋅BX3 (dung dịch)

C6H5NO2⋅BX3(dd) + C5H5N(dd) → C5H5N⋅BX3(dd) + C6H5NO2(dd)
∆H1 (kcal/mol)
∆H2 (kcal/mol)

BF3
− 6.7
− 25.0

BCl3
− 8.7
− 30.8

∆H1
∆H2

BBr3
− 12.5
− 32.0

Hãy tính ∆H3 cho các phản ứng sau, các kết quả thu được có phù hợp với

21


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

dự đoán của bạn ở 11.4 không?
BX3(lỏng) + C5H5N(dung dịch) → C5H5N⋅BX3(dung dịch)
11.6. Các Bo halogenua cũng có khả năng phản ứng rất khác nhau với nước.

BF3 tạo ra hợp chất cộng bền vững, trong khi đó BCl3 và BBr3 phản ứng
mãnh liệt với nước ở những nhiệt độ thấp hơn 200C. Hãy dự đoán các sản
phẩm A, B và C của các phản ứng sau:
BF3 + H2O → A
BCl3 (or BBr3) + 3H2O → B + C
11.7. Loại liên kết nào có thể được hình thành thêm trong BX3 giữa nguyên tử
trung tâm Bo và một trong số các nguyên tử halogen của nó, có chứa
những cặp electron tự do, nhằm thoả mãn quy tắc "bát tử"? hãy giải thích
tại sao liên kết hình thành thêm này có ảnh hưởng dến tính axit Lewis của
BX3.

22


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 12: Cân bằng tan trong dung dịch đệm
Những phản ứng hoá sinh thường xảy ra trong các môi trường đệm trong nước.
Ví dụ, pH của máu được giữ ở khoảng 7,4 do các phản ứng đệm của cacbonat,
photphat và protein. Nhiều phản ứng hoá học trong phòng thí nghiệm cũng
được thực hiện trong các dung dịch đệm. Chúng ta hãy xem xét vấn đề cân bằng
hoà tan trong dung dịch đệm
12.1. 440 mL khí H2S tại STP có thể tan được trong 100 mL nước ở 250C. hãy
tính nồng độ mol của H2S trong nước bão hoà H2S. Giả thiết không có sự
thay đổi thể tích nước khi hoà tan H2S.
12.2.Giả thiết cân bằng được thiết lập sau khi bão hoà H2S trong dung dịch
FeCl2 0,010 M bằng cách sục liên tục bọt khí H2S vào dung dịch.
Ksp(FeS) = [Fe2+][S2-] = 8.0 x 10-19 tại 25oC
Hằng số phân ly axit của H2S,

K1 = [H+][HS-]/[H2S] = 9.5 x 10-8
K2 = [H+][S2-]/[HS-] = 1.3 x 10-14

(1)

(2)
(3)

Hằng số ion hoá của nước,
Kw = [H+][OH-] = 1 x 10-14

(4)

Trong dung dịch, điện tích dương cân bằng với điện tích âm :
(5)
[H+] + 2[Fe2+] = [Cl-] + [OH-] + [HS-] + 2[S2-]
Điền hệ số đúng cho phương trình cân bằng điện tích (5) để xác định [H+]
và [Fe2+]. Tăng hay giảm độ pH của dung dịch để kết tủa FeS tách ra nhiều
hơn? Sự tăng độ pH lên 1 đơn vị ảnh hưởng như thế nào đến nồng độ của ion
Fe2+ ?
12.3.Điều chỉnh độ pH của dung dịch bão hoà H2S như thế nào để nồng độ của
Fe2+ giảm từ 0,01 M đến 1,0 ×10−8M?
12.4. Sử dụng dung dịch đệm axit axetic (HOAc)/ natri axetat (NaOAc) để có
được nồng độ 1,0 ×10−8M của ion Fe2+ như được mô tả ở trên. Cho rằng,
việc tạo ra dung dịch đệm bởi trộn axit axetic và natri axetat trong bình

23


Học liệu của diễn đàn Olympiavn

Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

định mức . Axit axetic được cho đủ để nồng độ ban đầu là 0,10 M. Thực tế,
phản ứng tạo kết tủa đồng thời tạo ra H+(Fe2+ + H2S → FeS (r) + 2H+)
Nồng độ ban đầu của axetat natri bằng bao nhiêu để có được 1,0 ×10−8M
Fe2+ sau khi cân bằng được thiết lập? Hằng số phân ly axit của axit axetic
ở 250C là 1,8 ×10−5.
12.5.Tính pH của hệ đệm trước khi đưa H2S vào và FeS kết tủa.

24


Học liệu của diễn đàn Olympiavn
Bài tập chuẩn bị thi Olympic Hoá học quốc tế lần thứ 38

Bài 13: Thế oxi hoá khử, năng lượng tự do Gibbs và độ tan
Proton, Nơtron và electron là ba hạt quan trọng trong hoá học. Proton và nơtron
ở vị trí trung tâm của hạt nhân và electron ở không gian xung quanh hạt nhân.
Sự chuyển nơtron không xảy ra trong những phản ứng hoá học bình
thường. Sự chuyển Proton (ion hidro) hình thành phản ứng axit - bazơ. Sự
chuyển electron hình thành phản ứng oxihoá - khử. Các phản ứng oxihoá - khử
là phản ứng chủ yếu trong cuộc sống. Sự quang hợp và sự hô hấp là hai ví dụ
đầu tiên. Các phản ứng oxihoá - khử cũng cho phép đo được các số liệu nhiệt
động quan trọng như được trình bày trong vấn đề này.
Cho sẵn các thông tin sau:
Ag+(dd) + e– → Ag(r)
AgBr(r) + e– → Ag(r) + Br –(dd)
∆Gf°(NH3(dd)) = – 26.50 kJ.mol-1

E° = 0,7996 V

E° = 0,0713 V

∆Gf°(Ag(NH3)2+(dd)) = – 17.12 kJ.mol-1
+1.441 V

BrO3–(dd)

+1.491 V

HOBr

+1.584 V

Br2(dd)

?

Br –(dd)

13.1. Tính ∆Gf°(Ag+(dd)).
13.2. Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau tại 250C.
Ag+(dd) + 2 NH3(dd) → Ag(NH3)2+(dd)
13.3. Tính trị số Ksp của AgBr (r) tại 25oC.
13.4.Tính độ tan của AgBr trong dung dịch nước của amoniac 0,100 M tại
250C.
13.5. Một nguyên tố ganvani dùng điện cực hidro chuẩn làm anot được xây
dựng sao cho trong pin xảy ra phản ứng sau:
Br2(l) + H2(k) + 2 H2O(l) → 2 Br –(dd) + 2 H3O+(dd).
Ion bạc được thêm cho đến khi AgBr kết tủa tại catot và [Ag+] đạt tới 0,060 M.
Điện áp đo được là 1,721 V. Tính ∆E° cho nguyên tố ganvani này.

13.6. Đánh giá độ tan của brom trong nước để tạo thành nước brom tại 25oC.

25