Câu 80. Một số loại máy đo nồng độ cồn trong hơi thở dựa trên phản ứng của ethanol (cồn) (C₂H₅OH) có trong hơi thở với hợp chất potassium dichromate trong môi trường sulfuric acid loãng. Phản ứng (chưa được cân bằng) như sau: 

C₂H₅OH + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ CH₃COOH + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O      ⁽¹⁾

Dung dịch chứa ion Cr₂O₇^2- ban đầu có màu da cam, khi xảy ra phản ứng (1) dưới tác dụng của chất xúc tác ion Ag⁺ tạo thành sản phẩm là dung dịch chứa ion Cr³⁺ có màu xanh lá cây trong khoảng chưa đến 1,0 phút. Dựa vào sự thay đổi màu sắc này có thể xác định người tham gia giao thông có sử dụng thức uống có cồn hay không. Bảng sau (trích từ nghị định 46/2016/NĐ-CP) đưa ra mức độ phạt người tham gia giao thông có sử dụng hàm lượng cồn.                                          

Hình ảnh thổi nồng độ cồn.

Một mẫu hơi thở của người bị nghi vấn có sử dụng cồn khi tham gia giao thông có thể tích 52,5 ml được thổi vào thiết bị Breathalyzer chứa 2,0 ml dung dịch K₂Cr₂O₇ nồng độ 0,056 mg/ml trong môi trường acid H₂SO₄ 50% và nồng độ ion Ag⁺ ổn định 0,25 mg/ml. Biết rằng phản ứng xảy ra hoàn toàn và toàn bộ dung dịch màu da cam chuyển hoàn toàn thành màu xanh lá cây. Hỏi người này có vi phạm pháp luật không? Nếu có, thì mức đóng phạt là bao nhiêu?

A. Không vi phạm luật an toàn giao thông.

B. Có vi phạm, mức phạt từ 6 đến 8 triệu đồng.

C. Có vi phạm, mức phạt từ 4 đến 5 triệu đồng.

D. Có vi phạm, mức phạt từ 2 đến 3 triệu đồng.

Hướng dẫn giải

C₂H₅OH + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄  CH₃COOH + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

Chất oxi hóa: K₂Cr₂O₇ ; Chất khử: C₂H₅OH

3C₂H₅OH + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ 3CH₃COOH +2Cr₂(SO₄)₃ + 2K₂SO₄ + 11H₂O

n_K2Cr2O7 = 2.(0,056.10^-3/294)= 3,81.10^-7 mol .

n_C2H6O = 3/2 n_K2Cr2O7 = 5,71.10^-7 mol.

m_C2H6O = 2,63.10^-5 gam / 52,5 ml hơi thở.

Trong 1000 ml hơi thở có: (1000.2,63.10^-3/52,5)=5,007.10^-4 gam C₂H₅OH

Hay: 0,5007 mg C₂H₅OH > 0,4 mg 🡪 Vi phạm luật giao thông.

Đối chiếu bảng: 0,5007 > 0,4 mg 🡪 Mức phạt từ 6 đến 8 triệu đồng.