Tác giả: Chemistry CIT

Trong bài viết lấy AgCl làm ví dụ điển hình, chúng ta có thể mở rộng ra như BaSO4, …

-Bạc clorua, AgCl, là một hợp chất ion. Khi AgCl tan vào nước, 100% bị phân ly ra thành Ag+ và Cl-, chúng ta không có hợp chất AgCl. Nếu chúng ta chỉ chú trọng vào mức độ phân ly thì AgCl như HCl là một chất điện ly mạnh.
– Trước đây, chất điện ly mạnh được định nghĩa một cách thực nghiệm rằng chất mà khi tan trong nước thì dung dịch nó dẫn điện tốt. Bởi vì AgCl tan ít trong nước, khoảng chừng 10^(-5) mol/lít nên dung dịch AgCl không dẫn điện tốt.
– Hiện nay, nhiều nhà hoá học tranh cãi rằng AgCl là một chất điện ly mạnh (bởi bì nó phân ly 100% dung dịch dung môi nước) nhưng vẫn có tranh cãi rằng nó là chất điện ly yếu (vì dung dịch AgCl dẫn điện kém).
– Có vấn đề gì khi các nhà hoá học không thống nhất rằng liệu AgCl là chất điện ly mạnh hay không chăng? Chả có gì cả, bởi vì mọi nhà hoá học đều thống nhất thực tế rằng:
1. Về cơ bản phần tan của AgCl điện ly hoàn toàn trong nước
2. Chỉ có một lượng nhỏ AgCl tan được trong nước.
3. Dung dịch của AgCl dẫn điện kém.
Tài liệu tham khảo:
Ralph H. Petrucci, F Geofrey Herring, Jeery D. Madura, Carey Bissonnette, General chemistry 10th, Publish house Pearson Canada, 160, 2011.

Phần 2: Đạp đổ mọi thách thức, hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học trở vỹ đại và ý nghĩa hơn bao giờ hết. 

Ở phần một chúng ta đã đề cập đến việc phát triển hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học từ trước cho đến thời điểm mà nhà hệ thống tuần hoàn này của nhà Khoa Học Mendeleev được cả thế giới công nhận, để tiếp nối ở bài này Page sẽ nói về ý nghĩa cũng như các thử thách trên còn đường hoàn thiện hơn hệ thống tuần hoàn hoá học như ngày nay.
1. Tầm vóc to lớn của định luật và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học:
Sau khi hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học được công nhận trên thế giới qua các thành công của Mendeleev về dự đoán tính chất của các hợp chất dù nó chưa được tìm ra, đã kiếm nhà bác học Clemens Winkler (người tìm ra Ge) phải thán rằng: “…Không nghi ngờ gì nữa, định luật tuần hoàn đã mở ra cho khoa học một chân trời mới, là một bước tiến khổng lồ trên con đường nhận thức”. Đúng thế, các bậc tiền nhân đã để lại cho hậu thế một công trình với những ý nghĩa cực kỳ to lớn như:
– Không chỉ ngành hoá học, việc tìm ra định luật tuần hoàn cũng đã mở ra một chân trời mới cho các ngành như, vật lí, địa chất,…
– Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn là tiền đề quan trọng cho việc giải thích về nguồn gốc hình thành các nguyên tố.
– Định luật tuần hoàn là kim chỉ nam cho việc phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử.
– Giúp các nhà khoa học khám phá ra các quy luật chung và riêng trong nguyên tố và các hợp chất của chúng.
– Tiên đoán về sự tồn tại và dự đoán tính chất hoá học của các nguyên tố chưa biết.
– Ngoài ra định luật tuần hoàn còn có ý nghĩa sư phạm cực kỳ to lớn, giúp chúng ta “học 1 biết 10” đó chính là phương pháp học hoá học.
2. Thách thức và việc đạp đổ mọi rào cản góp phần hoàn thiện hơn định luật và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học:
2.1. Nhóm VIIIA – các khí trơ: 
– Năm 1868 người ta gọi một khí chưa biết được tìm thấy trong lõi mặt trời qua phương pháp quang phổ là Heli – một tên gọi của mặt trời thời cổ đại, sau đó nhà vật lí học W.Crooks đã xác nhận khí thoát ra từ mẫu Ur và Th khi bị nung nóng là heli.
– Hai mươi lăm năm sau nhà vật lí học D.Raleigh tìm được và sau quá trình nghiên cứu miệt mài cùng bạn mình là nhà khoa học Ramsay đã đặt tên cho nó là Argon – tiếng Hy Lạp nghĩa là lười.
– Hai năm sau khi tìm ra Ar người ta lại tìm ra được Neon (nghĩa là mới)
– Một thời gian sau, Ramsay và Travers đã tìm ra được hai nguyên tố mới là Kripton (bí ẩn) và Xenon (ẩn dấu).
– Điểm chung của năm nguyên tố này là không có vị trí trong bảng tuần hoàn, do tính chất của chúng (cũng vì tính chất trơ nên chúng được gọi là khí trơ). Tháng 2/1900 Mendeleev và Ramsay gặp nhau đã thống nhất giải quyết bằng cách thêm nhóm VIIIA thành một nhóm độc lập từ đó càng làm chặt chẽ hơn hệ thống tuần hoàn hoá học.
2.2. Việc khám phá ra các đồng vị:
– Vì tính chất nguyên tử trong các phản ứng hoá học thực tế chỉ phụ thuộc và cấu trúc lớp vỏ điện tử hay nói cách khác là số proton nên số neutron ít được quan tâm. Vì lí do đó nên trước đây chưa có hiện tượng đồng vị xuất hiện. Sau này bằng nhiều phương pháp hiện đại người ta tìm ra được rằng ứng với một nguyên tố hoá học trong tự nhiên có thể có hai hay nhiều nguyên tử có số neutron khác nhau.
2.3. Sự sắp xếp theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử liệu có chính xác:
– Với việc tìm ra các nguyên tố mới đã phát sinh nhiều vấn đề trong việc sắp xếp dựa vào khối lượng nguyên tử như: trọng lượng Te lớn hơn I nhưng sao Te phải nằm trước I? Co xếp trước Ni?
– Việc này đã được giải quyết ở năm 1913 khi nhà khoa học Moseley tìm ra cách xác định hạt nhân nguyên tử và thấy rằng điện tích hạt nhân trùng với số thứ tự nguyên tố trên bảng tuần hoàn. 
Như vậy vượt qua bao thách thức định luật và hệ thống tuần hoàn hoá học đã dần hoàn thiện, đến nay năm 2019 đã là 150 tròn từ ngày ra đời, nhưng hệ thống tuần hoàn hoá học vẫn còn giữ vẹn nguyên giá trị. 
====
Cám ơn các bạn đã đón đọc phần này, mình xin được phép dừng lại tại đây, mong các bạn tiếp tục cùng Page với những bài đăng khác, mình sẽ cố gắng không để mọi người phải thất vọng.
====Tài liệu tham khảo chọn lọc:
1. Nguyễn Duy Ái, định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2011.
2. Đào Đình Thức, Cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học tập 1, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2016.

Phần 1: Một phát kiến vỹ đại của toàn giới khoa học từ trước cho đến Mendeleev.

Với việc tổ chức UNESCO dành năm 2019 này làm năm Quốc tế về Bảng Tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Có thể chúng ta chỉ biết hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học là thành tựu vĩ đại của Dmitri Ivanovich Mendeleev, nhưng có vẻ chưa đúng vì việc phát triển hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học chính là phát kiến chung của tầng tầng lớp lớp các nhà khoa học trước và sau Mendeleev, vì thế hôm nay Page sẽ dành thời gian để chúng ta điểm sơ các chặng đường phát triển của hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. 
“ … Chắc là trong tương lai, định luật tuần hoàn không sợ bị đả phá mà chỉ càng được củng cố và phát triển”. – Mendeleev 
Cho đến năm 1800, thời điểm những mục tiêu được lần lượt đặt ra để giải quyết và định hướng phát triển cho ngành khoa học như: 
– Hệ thống hoá các dữ kiện thực nghiệm, tìm cách phân loại các nguyên tố hoá học.
– Tìm ra quy luật chung chi phối tính chất của các nguyên tố hoá học cũng như hợp chất của chúng.
Trước các thách thức đó, các nhà khoa học đã bắt tay vào việc “giải mã” quy luật biến đổi và đề xuất cách phân hạnh các nguyên tố hoá học có thể kể đến các công trình lớn như:
1. Các nhóm tam tố của J.W.Dobereiner:
– Năm 1817, ông phát hiện ra sự biển đổi chung về khả năng phản ứng của những bộ 3 (3 nguyên tố) với trọng lượng nguyên tử ở giữa bằng trung bình cộng 2 nguyên tố còn lại trong bộ ba. Từ đó ông xếp được 5 bộ 3, về sau gọi là các nhóm tự nhiên:
1.1. Li, Na, K
1.2. Ca, Sr, Ba
1.3. P, As, Sb
1.4. S, Se, Te
1.5. Cl, Br, I
2. Bảng các nguyên tố hoá học của Chancourtois:
– Năm 1862, nhà bác học này đã xếp 50 nguyên tố theo trật tự tăng dần trọng lượng nguyên tử trên một đường xoắn ốc lượn quanh một hình trụ.
3. Định luật bát độ của John Newland:
– Ông cho rằng sự hài hoà thống nhất trong hoá học cũng như trong âm nhạc. Từ đó dẫn đến năm 1864 ông đề xuất việc sắp xếp biến đổi tính chất hoá học các nguyên tố phải sắp xếp theo chiều tăng dần trọng lượng nguyên tử và phải được lặp lại sau tập hợp 7 nguyên tố tương tự như 7 nốt nhạc (Đô, rê, mi, pha, son, la ,si).
4. Các phân hạng của Lothar Meyer và Odling:
– Năm 1864, nhà bác học Lothar Meyer đã tiến đến gần với chân lí hơn hết, ông đề nghị sắp xếp theo hoá trị một bảng gồm 28 nguyên tố (trong tổng số 62 nguyên tố đã biết) thành 6 nhóm nguyên tố điển hình, bảng phân hạng của Lothar Meyer giống với bảng phân hạng của Mendeleev sau này.
– Năm 1868 Odling đề xuất một bảng sắp xếp mới
5. Các phân hạng của Mendeleev:
– Đến thời điểm bấy giờ đã biết được hết thảy 63 nguyên tố cùng biết bao nhiêu tính chất của các đơn chất, hợp chất. Trong số các dữ kiện thực nghiệm đó có cả đúng và sai. Ông lấy 63 tờ bìa có khuôn khổ như vở học trò. Trên mỗi tờ ghi tên nguyên tố, trọng lượng nguyên tử. Các công thức hợp chất và tính chất cơ bản của chúng.
– Ông thử sắp xếp lại các cách mà các nhà bác học đã từng và ông đánh giá các cách sắp xếp đó chưa tìm được mối liên hệ giữa chúng, chưa tìm ra quy luật chi phối chúng.
– Mendeleev xếp các nguyêntố theo chiều tăng dầu của nguyên tử lượng thoe hàng ngàng, các nguyên tố có tính chất giống nhau xếp theo cột dọc. Ông được một hệ thống gồm những hàng ngang và cột dọc, mỗi nguyên tố chiếm một ô. Tất cả các nguyên tố đều liên hệ với nhau – không trừ một nguyên tố nào 0 trong một hệ thống thống nhất, chi phối bởi quy luật tuần hoàn. (lúc bấy giờ ông bỏ trống 12 ô).
– Tay ông run lên, ông lẩm bẩm: “Như vậy là TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN THEO NGUYÊN TỬ LƯỢNG”.(*)
– Ngoài ra ông còn hiệu chỉnh nguyên tử lượng của một số nguyên tố và dự đoán tính chất cũng như nguyên tử lượng của một số nguyên tố khác như Aka Nhôm (chính là Gali sau này) hay Aka bo (là Sc sau này),..
– Ngày 6/3/1869, “Bảng tuần hoàn” gây ấn tượng mạnh trước các hội viện hội hoá học Nga. Nhưng không gây ấn tượng mạnh trong giới khoa học Châu Âu, thậm chí ông còn bị các bài báo chế giễu mỉa mai về những tiên đoán của ông về các nguyên tố chưa tìm được là “viển vông”, “không tưởng”, “Thiếu khiêm tốn”,…
– Hai năm sau (1871) ông quay bảng tuần hoàn một góc 90 độ so với bản năm 1869 và ta được bảng tuần hoàn ngày nay. 
– Sau năm trôi qua (từ ngày công bố bản tuần hoàn đầu tiên) ông miệt mài nghiên cứu, cho đến mùa thu năm 1875 khi xem tập “báo cáo” của Viện Hàn Lâm khoa học Pháp, ông biết về việc tìm ra một nguyên tố mới của Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran và đặt tên là Gali không nghi ngờ gì nữa tính chất của Gali chính là tính chất của Aka nhôm, ông đọc kỹ bài báo tuy nhiên nhà khoa học Pháp xác định trọng lượng riêng của Gali là 4,7, nhưng định luật tuần hoàn của ông nó phải là 5,9. Ông biên thư cho Boisbaudran, khi nhận được thư Boisbaudran không hiểu tại sao Mendeleev lại tin kết quả của Boisbaudran lại là sai trong khi ông không hề có nguyên tố ấy, tuy nhiên ông cũng tiến hành xác định lại. Kết quả chính xác là 5,94, lúc bấy giờ ông mới xác nhận sự đúng đắn của định luật tuần hoàn.
– Việc tìm ra Gali đã làm cho tên tuổi của Mendeleev và Boisbaudran quen thuộc trên toàn thế giới, kích thích giới khoa học Châu Âu tìm kiếm hai nguyên tố còn lại mà ông đã dự đoán.
– Năm 1879, giáo sư Nilson tìm ra Scandi (chính là Aka bo) – đây là chiến công vang dội. Tới năm 1886, nguyên tố thứ ba Aka Silic được tìm ra và đặt tên là Germani.
====
Hy vọng các bạn sẽ đón đọc phần 2, ở bài tiếp theo mình sẽ trình bày về ý nghĩa cũng các các thách thức của Hệ Thống Tuần Hoàn Các Nguyên Tố Hoá Học cũng như một số vấn đề bổ sung.
====Chú thích:
(*) Tại thời Mendeleev chưa biết đến điện tích hạt nhân nguyên tử. Trong hệ thống tuần hoàn, Mendeleew sắp xết theo thứ tự nguyên tử khối (khi đó gọi là nguyên tử lượng) tăng dần. Về mặt lí thuyết về cấu tạo nguyên tử, tính chất hoá học của các nguyên tố phụ thuộc vào cấu trúc lớp vỏ electron chứ không phụ thuộc vào nguyên tử khối. Tuy nhiên, về mặt thực tế sự tăng dần điện tích hạt nhân dẫn đến sự tăng dần số lượng điện tử và tăng giá trị trung bình của nguyên tử khối, nên trường hợp chúng thứ tự nguyên tử được sắp xếp theo khối lượng phù hợp với thứ tự của chúng khi được sắp xếp theo số điện tích hạt nhân.
====Tài liệu tham khảo chọn lọc:
1. Nguyễn Duy Ái, định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2011.
2. Nguyễn Duy Ái, Truyện kể các nhà bác học hoá học, NXB Giáo Dục, 2006.
3. Đào Đình Thức, Cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học tập 1, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2016.

Các loại thực phẩm ngày tết đã quá đỗi quen thuộc với mỗi người Việt Nam chúng ta, các loại bánh, mứt, đồ uống chứa cồn, gas, đường hoá học… Nhưng hôm nay Hoá Học Cal muốn đem đến cho các bạn thông tin về một thành phần trong những loại thức uống quen thuộc đó là CAFFEIN.
Caffein có mặt khá rộng rãi từ những ly cà phê trên bàn làm việc của nhân viên văn phòng đến tách trà tại bàn “đàm đạo” của các cụ ông, cụ bà. Hơn thế, caffein còn xuất hiện thường xuyên trong sinh hoạt của mỗi người Việt Nam qua lệ mời trà, kính trà, để mở đầu những câu chuyện nhân các dịp thăm, viếng và đặc biệt là vào những ngày tết nguyên đán. Tết ta đang đến gần, chúng ta hãy cùng nhau nói sơ lược về hợp chất hoá học này nào. Let’s go!
Caffein được xếp vào nhóm Alkaloid thuộc hợp chất dị vòng nhóm purine, caffein là một trong những chất kích thích tự nhiên được xã hội chấp nhận và tiêu thụ rộng rãi trên phạm vi lớn, nó phân lập vào năm 1820 bởi nhà hoá học người Đức Friedlieb Ferdinand Runge bằng cách đun các hạt cà phê đã rang và thu lại hơi nước sinh ra. Qua nghiên cứu các nhà khoa học đã xác định caffein được tổng hợp tự nhiên bằng cách methyl hoá theobromin, caffein thăng hoa ở 80 độ C. Caffein có công thức phân tử C8H10N4O2 và công thức cấu tạo (Như hình minh hoạ bên dưới).
Hợp chất hoá học này có tác dụng lợi tiểu, tác động đến hệ thần kinh trung ương, kích thích hoạt động của hệ tim mạch, giúp cho người sử dụng tỉnh táo cũng như tăng sức cho toàn cơ thể. Trong y học caffein được dùng làm thuốc trợ tim, kích thích thần kinh trung ương.
Caffein là một chất rắn màu trắng có vị đắng, có khoảng 1-2% trong hạt cà phê và khoảng 0,08% trong cà phê đã rang, trà là lá chứa 4% caffein, hạt cây cola chứa đến 3% chất hoá học này (hạt cola được sử dụng để sản xuất đồ uống như pesi hay cocacola) thậm chí trong cacao cũng có chứa khoảng 0,2-0,5% caffein.
Người ta ước tính trung bình một tách cà phê chứa khoảng 60-80 (mg) caffein và một tách trà khoảng 40 (mg) caffein. Nếu tiêu thụ mỗi ngày vượt 1 (g) caffein sẽ bị đau đầu và khó ngủ với lượng khoảng 5-10 (g/ngày) có thể dẫn đến tử vong.
=====
Tài liệu tham khảo chọn lọc:
1. Nguyễn Diệu Liên Hoa, Phạm Đình Hùng, hoá học các hợp chất tự nhiên, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 344-345, 2015.
2. Phan Quốc Kinh, giáo trình các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học, NXB Giáo Dục Việt Nam, 35, 2011.
3. Nguyễn Minh Thảo, hoá học các hợp chất dị vòng, NXB Giáo Dục, 191, 2001.

Sự oxi hoá sinh học của metanol và etanol
====Dẫn nhập
Vài hôm trước có vẻ hot việc dùng bia để giải độc cồn công nghiệp nên mình tiện tay dịch một bài về vấn đề này vậy.
===dịch đại ý
Methanol bị oxi hoá trong cơ thể chúng ta bởi NAD+
Enzym xúc tác quá trình oxy hóa này được gọi là ancol dehydrogenase. Methanol được oxy hóa hai lần. Đầu tiên tạo ra formaldehyd, trong khi quá trình oxi hoá thứ 2 tạo ra axit formic. Axit formic có độc tính cao dù chỉ là một lượng nhỏ. Sự tích tụ axit formic trong mắt dẫn đến mù lòa, và sự tích tụ axit formic trong các cơ quan khác dẫn đến suy tạng và tử vong.
Việc quá liều methanol thường được điều trị bằng cách cung cấp ethanol cho bệnh nhân. Ethanol trải qua quá trình oxy hóa nhanh hơn methanol, dẫn đến việc tốc độ oxy hóa methanol giảm tạo điều kiện cho các quá trình trao đổi chất khác (như glucuronidation) để loại bỏ methanol ra khỏi cơ thể. Quá trình oxy hóa ethanol tạo ra axit axetic thay vì axit formic và axit axetic không độc hại.
Ethanol là một loại rượu bị oxy hóa hai lần. Đầu tiên quá trình oxy hóa tạo ra acetaldehyd, trong khi quá trình oxy hóa thứ hai tạo ra axit axetic. Axit axetic có thể được cơ thể sử dụng cho nhiều chức năng khác nhau, nhưng acetaldehyd ít hữu ích hơn. Khi một người uống một lượng lớn ethanol (uống say), nồng độ acetaldehyd sẽ tích tụ tạm thời. Nồng độ acetaldehyd cao gây buồn nôn, nôn và các triệu chứng khó chịu khác.
Chúng tôi đã đề cập trong phần mở đầu chương rằng triệu chứng buồn nôn(*) do nhiều yếu tố khác nhau gây ra. Tác động của một số trong những yếu tố đó, chẳng hạn như mất nước, có thể được giảm bớt bằng cách uống một ly nước giữa các đồ uống. Nhưng các yếu tố khác, chẳng hạn như sự tích tụ acetaldehyd, là hậu quả không thể tránh khỏi của việc uống rượu. Cách duy nhất để tránh nồng độ acetaldehyd cao là uống một lượng nhỏ rượu trong một thời gian dài. Uống rượu chè chén sẽ luôn tạo ra những tác động khó chịu của buồn nôn(*). Có rất nhiều sản phẩm trên thị trường tuyên bố ngăn chặn tình trạng nôn nao, nhưng có rất ít bằng chứng khoa học cho thấy bất kỳ sản phẩm nào trong số này có hiệu quả. Cách duy nhất để ngăn chặn nôn nao là uống có cân nhắc. Đó là, uống một lượng nhỏ rượu trong một thời gian dài, cùng với nhiều nước.
Ngoài những ảnh hưởng khó chịu của buồn nôn(*), uống rượu chè cũng có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng hơn, chẳng hạn như nhịp tim không đều hoặc viêm tụy cấp (viêm tụy), cả hai đều có thể đe dọa đến tính mạng.
====chú thích
(*) hangover : này mình thấy từ điển Oxford định nghĩa rằng “sự nhức đầu và cảm thấy mệt mỏi sau khi ngủ dậy khi uống rượu hôm trước” còn google dịch là “sự nôn nao” nên mình dịch là buồn nôn do chưa tìm được từ thay thế trong tiếng Việt 
====Nguồn
David Klein, organic chemistry 2nd edition, Wiley, 614, 2015.
====
Trích từ: Hoá học Cal