Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
• Bước 1: Cho khoảng 5 mL dung dịch HNO3 đặc vào cốc thủy tinh (loại 100 mL) ngâm trong chậu nước đá. Thêm từ từ khoảng 10 mL dung dịch H2SO4 đặc và khuấy đều. Sau đó, lấy cốc ra khỏi chậu nước đá, cho một nhúm bông vào và dùng đũa thủy tinh ấn ngập hoàn toàn trong dung dịch.
• Bước 2: Ngâm cốc trong chậu nước nóng khoảng 10 phút. Để nguội, lấy sản phẩm thu được ra khỏi cốc, rửa nhiều lần với nước lạnh đến khi nước rửa không làm đổi màu quỳ tím, rồi tiếp tục rửa bằng dung dịch NaHCO3 loãng.
• Bước 3: Cho sản phẩm vào giữa 2 tờ giấy lọc, ép để hút nước và để khô tự nhiên.
a) Sau bước 3, lấy sản phẩm thu được đốt cháy thấy có nhiều khói trắng xuất hiện.
b) Ở bước 2, thêm từ NaHCO3 để phản ứng thủy phân diễn ra hoàn toàn.
c) Ở bước 3, có thể thay việc làm khô sản phẩm tự nhiên bằng cách sấy ở nhiệt độ cao.
d) Bước 1 cần làm lạnh vì trộn HNO3 và H2SO4 tỏa nhiệt mạnh, để đảm bảo an toàn và tăng hiệu quả phản ứng.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, sản phẩm của thí nghiệm là cellulose trinitrate. Khi đốt cháy, nó cháy rất nhanh, mạnh, tỏa nhiều nhiệt và không để lại tàn dư, cũng không sinh ra nhiều khói trắng như các loại thuốc súng đen thông thường. Đây chính là lý do nó được gọi là “thuốc súng không khói”.
(b) Sai, việc thêm NaHCO3 nhằm mục đích loại bỏ hoàn toàn acid còn dư:
NaHCO3 + H+ —> Na+ + CO2 + H2O
Nếu acid còn dư, sản phẩm sẽ không bền, dễ bị tự phân hủy hoặc gây nguy hiểm trong quá trình lưu trữ.
(c) Sai, cellulose trinitrate là một chất rất nhạy cảm với nhiệt và va chạm. Việc sấy ở nhiệt độ cao có thể kích hoạt phản ứng phân hủy mạnh hoặc gây nổ ngay tại chỗ. Do đó, quy tắc an toàn bắt buộc là phải để khô tự nhiên hoặc làm khô bằng gió nhẹ ở nhiệt độ phòng.
(d) Đúng, trộn 2 acid đặc HNO3 và H2SO4 sẽ tỏa nhiệt mạnh. Việc ngâm trong nước đá giúp HNO3 không bị bay hơi hoặc phân hủy, giúp lượng chất được bảo đảm như tỉ lệ đã trộn ban đầu, nhờ đó hiệu suất chuyển hóa cellulose được đảm bảo.