Giải bài 3 trang 113 SGK Hoá 10 Chân trời sáng tạo

Bài 3 trang 113 Hóa 10 (Chân trời Sáng tạo):

Chlorine B (C₆H₅ClNNaO₂S) là chất thường được sử dụng để sát khuẩn trên các bề mặt, vật dụng hoặc dùng để khử trùng, sát khuẩn, xử lí nước sinh hoạt. Ở nồng độ cao, chloramine B có tác dụng diệt nấm mốc, vi khuẩn, virus gây bệnh cho người. Chloramine B có dạng viên nén (mỗi viên có khối lượng 0,3 – 2,0 gam) và dạng bột. Chloramine B 25% (250 mg chlorine hoạt tính trong một viên nén như hình bên) được dùng phổ biến, vì tiện dụng khi pha chế và bảo quản.

a) Nồng độ chloramine B khi hòa tan vào nước đạt 0,001% có tác dụng sát khuẩn dùng trong xử lí nước sinh hoạt. Cần dùng bao nhiêu viên nén chloramine B 25% (loại viên 1 gam) để xử lí bình chứa 200 lít nước?

b) Chloramine B nồng độ 2% dùng để xịt trên các bề mặt vật dụng nhằm sát khuẩn, virus gây bệnh. Để pha chế dung dịch này, sử dụng chloramine B 25% dạng bột, vậy cần bao nhiêu gam bột chloramine B 25% pha với 1 lít nước để được dung dịch sát khuẩn 2%

Phân tích bài toán

Đây là bài toán ứng dụng công thức nồng độ phần trăm ($C\%$) vào thực tế đời sống. Để giải quyết, chúng ta cần lưu ý:

1. Quy đổi đơn vị: Đổi thể tích nước ra khối lượng ($D_{H_2O} \approx 1$ g/ml).

2. Xác định khối lượng chất tan: Trong 1 viên nén 1 gam Chloramine B 25% thì khối lượng hoạt chất thực tế tham gia vào nồng độ là 250 mg (0,25 g).

3. Công thức chủ đạo:

   $$C\% = \frac{m_{ct}}{m_{dd}} \times 100\%$$

   (Trong đó $m_{dd} = m_{ct} + m_{dung\_moi}$)

Giải bài 3 trang 113 Hóa 10 (Chân trời Sáng tạo):

a) Tính số viên nén xử lý 200 lít nước sinh hoạt

• Đổi đơn vị: 200 lít nước tương đương với 200.000 g nước.

• Khối lượng hoạt chất trong 1 viên nén: 250 mg = 0,25 g.

• Gọi $x$ là số viên nén Chloramine B 25% cần dùng.

• Khối lượng hoạt chất tan ($m_{ct}$) là: $0,25 \cdot x$ (g).

Áp dụng công thức nồng độ phần trăm:

Giải phương trình:

Kết luận: Cần dùng 8 viên nén Chloramine B 25% để xử lý bình chứa 200 lít nước.

b) Pha chế dung dịch sát khuẩn bề mặt 2%

• Đổi đơn vị: 1 lít nước tương đương 1.000 g nước.

• Gọi $y$ là khối lượng bột Chloramine B 25% cần dùng.

• Khối lượng hoạt chất thực tế trong bột là: $m_{ct} = 0,25 \cdot y$ (g).

Áp dụng công thức nồng độ phần trăm:

(Lưu ý: Ở đây $m_{dd} = 1.000 + y$ vì $y$ là khối lượng bột thêm vào)

Giải phương trình:

Kết luận: Cần khoảng 87 gam (số chính xác khoảng 86,96g) bột Chloramine B 25% pha với 1 lít nước để được dung dịch sát khuẩn 2%.

Tổng kết kiến thức

• Chlorine hoạt tính: Là thành phần quyết định khả năng diệt khuẩn của các hợp chất chứa chlorine.

• Kỹ năng giải toán: Trong các bài toán thực tế, khối lượng dung dịch thường rất lớn so với khối lượng chất tan ($m_{dm} \gg m_{ct}$), tuy nhiên để chính xác nhất vẫn nên tính $m_{dd} = m_{ct} + m_{dm}$.

Những lỗi học sinh hay mắc phải

1. Nhầm lẫn khối lượng: Lấy 1 gam (khối lượng viên) làm khối lượng chất tan thay vì 0,25 gam hoạt chất.

2. Quên đổi đơn vị: Không đổi 200 lít ra gam hoặc 250 mg ra gam dẫn đến kết quả sai lệch hàng nghìn lần.

3. Bỏ qua khối lượng chất tan trong mẫu số: Khi pha dung dịch nồng độ cao (2%), nếu không cộng khối lượng bột vào khối lượng dung dịch ($1000 + y$) thì kết quả sẽ thiếu chính xác.