Vaniline là một dẫn xuất họ phenol – một trong những thành phần dùng để tạo hương vani trong thực phẩm. Một nhóm học sinh được giao nhiệm vụ xác định độ tinh khiết của một loại vaniline thương mại bằng phương pháp chuẩn độ acid – base. Nhóm học sinh tiến hành nghiên cứu và thấy rằng: khi chuẩn độ dung dịch chứa đồng thời NaOH và muối của vaniline bằng chỉ thị thymolphthalein và methyl da cam thì khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu vàng thì coi như NaOH đã hết và khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ thì muối của vaniline phản ứng vừa hết. Nhóm học sinh đã tiến hành thí nghiệm như sau:
• Bước 1: Cân 5,050 gam vaniline thương mại (dạng rắn) cho vào bình định mức 500 mL, hòa tan chất rắn bằng dung dịch NaOH 0,100 M và định mức bằng dung dịch NaOH đến vạch định mức được dung dịch X.
• Bước 2: Lấy dung dịch HCl 0,200 M cho vào burette và 20 mL dung dịch X cho vào cốc. Thêm hỗn hợp chỉ thị methyl da cam và tiến hành chuẩn độ ở nhiệt độ 50 oC.
• Bước 3: Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào cốc đựng dung dịch X cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu vàng (ghi lại thể tích là V1) và khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ (ghi lại thể tích là V2). Lặp lại thí nghiệm thêm 2 lần nữa. Kết quả của 3 lần chuẩn độ như sau:
TN………….. Lần 1…… Lần 2…… Lần 3
V1 (mL)……… 3,45……. 3,35…… 3,40
V2 (mL)……….. 10,1…….. 9,9……. 10,0
Trước khi tiến hành thí nghiệm, nhóm học sinh đưa ra giả thuyết rằng: “Dựa vào sự chênh lệch thể tích V2 với V1 có thể xác định được hàm lượng vaniline trong mẫu”. Cho công thức cấu tạo của Vaniline là:
a) Hàm lượng vaniline xác định được dựa vào phép chuẩn độ khoảng 99,33%.
b) Biểu thức tính toán với hàm lượng vaniline trong thí nghiệm trên là
c) Giả thuyết của nhóm học sinh là chính xác.
d) Tại thời điểm dung dịch chuyển sang đỏ, thành phần chất tan chủ yếu của dung dịch là NaCl và muối sodium của vaniline.