Bài tập số 2, trang 99 SGK Hóa học 11 (Cánh Diều), là một bài toán ứng dụng thực tế kiến thức về tính chất vật lí của các hydrocarbon thơm (arene), cụ thể là toluene và xylene. Bài toán yêu cầu xác định dung môi nào nên được sử dụng để pha sơn nhằm mục đích làm chậm quá trình khô của tranh vẽ.
Toluene và xylene được dùng làm dung môi hoà tan sơn, mực in,... Trong trường hợp hoạ sĩ muốn tranh chậm khô hơn để giữ được độ bóng, mịn của màu sơn thì nên pha sơn bằng toluene hay xylene sẽ cho kết quả tốt hơn? Giải thích.
Cơ chế làm khô sơn: Quá trình khô của sơn (dung dịch màu) chính là quá trình bay hơi của dung môi.
Yêu cầu: Muốn tranh chậm khô $\rightarrow$ cần dung môi có tốc độ bay hơi chậm (khó bay hơi).
So sánh Toluene và Xylene: Cần so sánh nhiệt độ sôi (độ bay hơi) của hai chất.
Toluene ($\text{C}_7\text{H}_8$): Phân tử khối $M = 92 \text{ g/mol}$.
Xylene ($\text{C}_8\text{H}_{10}$): Phân tử khối $M = 106 \text{ g/mol}$.
Chất có khối lượng phân tử lớn hơn thường có lực liên kết giữa các phân tử (lực Van der Waals) mạnh hơn, dẫn đến nhiệt độ sôi cao hơn và khó bay hơi hơn.
Trong trường hợp hoạ sĩ muốn tranh chậm khô hơn để giữ được độ bóng, mịn của màu sơn thì nên pha sơn bằng xylene do xylene khó bay hơi hơn toluene nên làm tranh chậm khô hơn.
Hoạ sĩ nên chọn xylene để pha sơn. Xylene có khối lượng phân tử lớn hơn toluene, dẫn đến lực liên kết giữa các phân tử mạnh hơn, làm tăng nhiệt độ sôi ($\approx 138^\circ \text{C}$) và khiến dung môi khó bay hơi hơn. Tính chất này giúp sơn chậm khô, giữ được độ bóng và mịn cho tranh vẽ.
• Xem thêm: