zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Sáng kiến kinh nghiệm

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng lí thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy Hóa học ở trường chuyên và phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia, Quốc tế

Chia sẻ: Chubongungoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:143

Báo xấu

40
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là vận dụng lý thuyết về phân tích chuẩn độ để phân loại, xây dựng tiêu chí các bài tập về chuẩn độ thể tích phục vụ cho bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng lí thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy Hóa học ở trường chuyên và phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia, Quốc tế

Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc BẢN ĐĂNG KÝ SÁNG KIẾN NĂM HỌC 2014-2015 I. TÊN SÁNG KIẾN: “VẬN DỤNG LÍ THUYẾT CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ TRONG GIẢNG DẠY HÓA HỌC Ở TRƯỜNG CHUYÊN VÀ PHỤC VỤ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA, QUỐC TẾ” II. TÁC GIẢ SÁNG KIẾN: ĐOÀN THỊ KIM DUNG - Ngày sinh: 21/07/1979 - Chức danh: Tổ phó chuyên môn tổ Hóa - Học vị: Thạc sỹ - Địa chỉ: Trường THPT chuyên Lương Văn Tụy – Tp Ninh Bình. - Email: kimdunglvt@gmail.com -ĐTDD: 0987993666 III. NỘI DUNG SÁNG KIẾN A. Giải pháp cũ thường làm - Nội dung chuẩn độ axit bazơ trong chương trình tập huấn học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế phải sử dụng các tài liệu là các giáo trình Hóa phân tích của các trường Đại học có ngành Hóa. - Khi giải các bài tập liên quan đến chuẩn độ axit bazơ phải sử dụng các công thức tính toán rất phức tạp của chương trình Đại học: SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 1
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Chương II: CHUẨN ĐỘ CÁC AXIT MẠNH VÀ BAZƠ MẠNH II.1.1 Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh Xét phép chuẩn độ Vo ml axit mạnh HY nồng độ Co mol/l (thường cần phải xác định) bằng dung dịch bazơ mạnh XOH đã biết nồng độ C mol/l. Cho biết thể tích bazơ XOH đã dùng khi chuẩn độ là V ml. * Phương trình phản ứng chuẩn độ : H+ + OH- → H2O * Thành phần tại điểm tương đương: H2O → [H+] = [OH-] = 1,00.10-7, pHTĐ = 7,00. * Đường chuẩn độ: biểu diễn sự phụ thuộc của pH theo thể tích V của dung dịch CV chuẩn thêm vào, hoặc theo tỉ số mol P = . CoVo Việc xây dựng đường chuẩn độ cho phép chọn hợp lí chất chỉ thị và đánh giá sai số chuẩn độ. Để tính chính xác giá trị pH tại mọi thời điểm, xuất phát từ ĐKP CV CV h = [H+] = [OH-] -  o o (II.1) V0  V V  Vo Từ đó thiết lập được sự phụ thuộc của pH theo VXOH hoặc pH theo tỉ số mol P CV = . C oVo CV C[C o  ([ H  ]  [OH  ])] P= = (II.2) C oVo C o [C  ([ H  ]  [OH  ])] * Sai số chuẩn độ: là tỉ số % giữa lượng chất chuẩn đã cho dư hoặc cho còn thiếu so với lượng cần thiết để chuẩn độ đến điểm tương đương (ĐTĐ) ' C XOH C' q=   HY (II.3) C HY C HY với : C’XOH là nồng độ XOH dư SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 2
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung C’HY là nồng độ HY còn dư CHY là tổng nồng độ HY tại điểm cuối chuẩn độ C oVo CC o Thay C’XOH = [OH-] –[H+] = KW/h –h và CHY =  V  Vo C  C o C  Co Ta có : q = - (h - Kw/h) (II.4) CC o II.1.2.Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh Xét phép chuẩn độ Vo ml bazơ mạnh XOH nồng độ Co mol/l bằng dung dịch axit mạnh HY C mol/l. Thể tích axit HY đã dùng khi chuẩn độ là V ml. * Phương trình phản ứng chuẩn độ : OH- + H+ → H2O * Thành phần tại điểm tương đương: H2O → [H+] = [OH-] = 1,00.10-7→ pH TĐ = 7,00 * Đường chuẩn độ: được xây dựng tương tự như phép chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh CV C[C o  ([ H  ]  [OH  ])] P= = (II.5) CoVo C o [C  ([ H  ]  [OH  ])] * Sai số chuẩn độ được thiết lập tương tự như phép chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh. C  Co q = (h - Kw/h) (II.6) CC o Chương III: CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXIT YẾU, ĐƠN BAZƠ YẾU III.1.1 CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXIT YẾU BẰNG BAZƠ MẠNH Trong trường hợp tổng quát khi chuẩn độ Vo ml axit HA nồng độ Co mol/l có hằng số phân li axit Ka bằng dung dịch bazơ mạnh NaOH C mol/l * Phương trình phản ứng chuẩn độ: HA + XOH → XA + H2O SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 3
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Tại điểm tương đương, thành phần chủ yếu của dung dịch là: A-, H2O, vì vậy dung dịch có phản ứng bazơ yếu cần chọn chỉ thị có pT > 7. * pH tương đương thường được đánh giá dựa vào cân bằng: Kw A- + H2 O HA + OH- Ka C 0V0 C Vt   V0 C 0V0 [] -x x x Vt   V0 Từ giá trị [OH-] = x → pHTĐ. * Phương trình đường chuẩn độ: được xây dựng từ phương trình bảo toàn proton, với mức không là HA và XOH: [H+] - [OH-] + [X+] - [A-] = 0 CV CV Ka Trong đó: [X+] = , [A-] = CHA.  A = 0 0 V  Vo V  V0 h  K a Sau khi tổ hợp ta có: Ka K C[C 0  (h  w )] CV Ka  h h P=  (III.1) C 0V0 K C 0 [C  (h  w )] h * Sai số chuẩn độ: C' HA C' q = hoặc q = XOH (III.2) C HA C HA Trong đó: C’HA là nồng độ axit chưa bị chuẩn độ C’XOH là nồng độ XOH dư so với lượng cần thiết để đạt được điểm tương đương. CHA là nồng độ axit HA tại điểm dừng chuẩn độ SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 4
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Áp dụng điều kiện proton với mức không là thành phần tại điểm dừng chuẩn độ gồm: A-, OH-(C’XOH), H2O ta có: [H+] = [OH-] – C’XOH – [HA] C’XOH = - ([H+] - [OH-] ) –[HA] ([H  ] - [OH - ) q=    HA C HA h C oVo CC o Trong đó  HA  CHA=  Ka  h V  Vo C  C o Thay các đại lượng trên vào (III.2) và sau khi tổ hợp đơn giản ta có: C  Co h q = - (h - Kw/h)  (III.3) CC o Ka  h III.1.2 CHUẨN ĐỘ ĐƠN BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH Trong trường hợp tổng quát khi chuẩn độ Vo ml bazơ B* nồng độ Co mol/l bằng dung dịch axit mạnh HY C mol/l * Trước khi chuẩn độ, dung dịch có phản ứng bazơ: Kw B + H2O HB* + OH- Kb= Ka * Phương trình phản ứng chuẩn độ: B + H+ → HB Tại điểm tương đương, thành phần chủ yếu của dung dịch là HB, H2O, vì vậy dung dịch có phản ứng axit yếu → chọn chỉ thị có pT < 7. * pH tương đương được đánh giá dựa vào cân bằng: HB H+ + B Ka C 0V0 C Vt   V0 C 0V0 [] -h h h Vt   V0 * Phương trình đường chuẩn độ: được xây dựng từ phương trình bảo toàn proton: [H+] - [OH-] + [BH+] - [Y-] = 0 SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 5
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung C 0V0 h Trong đó: [BH+] = CB  BH =  V  V0 h  K a CV [Y-] = CHY = V  V0 Sau khi tổ hợp ta có: h K C[C 0  (h  w )] CV Ka  h h P=  (III.4) C 0V0 Kw C 0 [C  (h  )] h * Sai số chuẩn độ: C' B  C' HY q= hoặc q =  (III.5) CB C B Trong đó: C’HY là nồng độ dung dịch chuẩn HY cho dư so với nồng độ CHY TĐ cần để đạt đến điểm tương đương; C’B- là nồng độ B- chưa bị chuẩn độ CB- là nồng độ B- tại điểm cuối chuẩn độ Áp dụng điều kiện proton cho hệ khi dư HY (quá chuẩn độ) với mức không là thành phần tại điểm dừng chuẩn độ gồm: HB, HY (C’HY), H2O ta có: [H+] = [OH-] + C’HY + [B] C’HY = ([H+] - [OH-]) –[B] (III.6) ([H  ] - [OH - ) q =- B (III.7) CB Ka C oVo CC o Trong đó  B  C’B=  Ka  h V  Vo C  C o Thay các đại lượng trên vào (III.7) và sau khi tổ hợp đơn giản ta có:  Kw  C  C o Ka q =h    ( III.8)  h  CC o Ka  h SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 6
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Chương IV: CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP CÁC ĐƠN AXIT VÀ ĐƠN BAZƠ IV.1.1. Hỗn hợp axit mạnh và đơn axit yếu. Giả sử chuẩn độ Vo ml dung dịch chứa axit mạnh HY Co1 mol/l và HA Co2 mol/l bằng dung dịch chuẩn bazơ mạnh XOH C mol/l. Trong dung dịch có các quá trình: HY → H+ + Y- HA H+ + A- Ka IV.1.1.1. Trường hợp chuẩn độ riêng được axit mạnh (khi axit HA rất yếu, Ka rất bé) pHTĐ1 chính là pH của dung dịch HA (đã kể đến sự pha loãng thể tích) Phương trình sai số được thiết lập từ ĐKP với mức không là HY (C’), HA, H2O là: C  Co1 Co 2 q 1 = - (h - Kw/h)    (IV.1) CCo1 Co1 A IV.1.1.2. Trường hợp chuẩn độ tổng hai axit (không chuẩn độ riêng axit mạnh) * pHTĐ2 tính theo cân bằng: Kw A- + H2O HA + OH- Kb = Ka * Sai số chuẩn độ nấc 2: C  C o1  C o 2 Co 2 q2 = - (h - Kw/h)   HA (IV.2) C C o1  C o 2  C o1  C o 2 IV.1.2. Chuẩn độ hỗn hợp hai đơn axit yếu Giả sử chuẩn độ Vo ml hỗn hợp axit HA Co1 mol/l và axit HB Co2 M bằng dung dịch XOH C mol/l. Trong dung dịch có các quá trình: HA H+ + A- KaA HB H+ + B- KaB Giả sử KaA > KaB thì có thể chuẩn độ riêng axit HA trong hỗn hợp với sai số không K aA quá 1% khi tỉ số  10 4 . K aB * Trường hợp chuẩn độ riêng axit HA SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 7
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung - Phản ứng chuẩn độ HA + OH- → A- + H2O - pH (hay nồng độ H+) tại ĐTĐ1 (khi chuẩn độ hết HA) tính theo ĐKP với mức không là XA, HB, H2O K w  K aB [ HB] h1 = 1 (IV.3) 1  K aA [ A ] với V1 là thể tích XOH cần để trung hòa HA tới ĐTĐ1 - Sai số chuẩn độ nấc 1: C  C o1 C q1 = - (h - Kw/h)   HA  o 2  B  (IV.4) CC o1 C o1 * Khi chuẩn độ tổng lượng hai axit - pH tại ĐTĐ là pH của dung dịch gồm hai đơn bazơ A- và B- - Sai số chuẩn độ: C  C o1  C o 2 C o1 Co 2 q2 = - (h - Kw/h)   HA   HB (IV.5) C C o1  C o 2  C o1  C o 2 C o1  C o 2 Những kết luận về việc chuẩn độ hỗn hợp các đơn bazơ cũng được rút ra theo cách tương tự như khi xét phép chuẩn độ hỗn hợp các đơn axit. Chương V: CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT, ĐA BAZƠ V.1.1. CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT BẰNG BAZƠ MẠNH Các quá trình xảy ra trong dung dịch đa axit HnA HnA Hn-1A- + H+ Ka1 Hn-1 A- Hn-2 + H+ Ka2 … .... .... HAn-1 An- + H+ Kan Đa axit có thể coi như là hỗn hợp của nhiều đơn axit. Nếu tỉ số các hằng số của các nấc phân li kế tiếp vượt quá 104 thì về nguyên tắc có thể chuẩn độ riêng từng nấc với sai số không vượt quá 1%. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 8
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Chuẩn độ Vo ml dung dịch H3A (Co mol/l, có các hằng số phân li axit Kai) bằng dung dịch bazơ mạnh (C mol/l), thể tích tiêu thụ là V ml. Xét trường hợp có khả năng chuẩn độ riêng được từng nấc V.1.1.1. Tính pH tại các điểm tương đương(TĐ) * Tại điểm tương đương 1 (TĐ1) - Phương trình phản ứng chuẩn độ : H3A + OH- → H2A- + H2O Kw  K a 2 [ H 2 A  ] - Phương trình tính [H+]1 = (V.1) 1  K a11 .[ H 2 A  ] Nếu Kw
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung   Kw   C C o  H 2 A  2 HA2   3 A3   h   h   CV   P=  (V.5) C oVo   Kw  C o C   h     h  Trong đó  i là phân số nồng độ (= i  ) Ci V.1.1.3. Sai số chuẩn độ: Tương tự như biểu thức tính sai số trong các phép chuẩn độ đơn axit, đơn bazơ: -Tại điểm cuối chuẩn độ thứ nhất: C ' XOH C' H3A q1 =  (V.6)   C H3A 1 CH3 A 1  C' XOH :lượng kiềm dư so với lượng cần thiết để đạt điểm tương đương thứ nhất C ' H 3 A :nồng độ H3A còn dư chưa bị chuẩn độ Ở gần điểm tương đương có thể coi : C oVo CC o C H3 A 1   V1  Vo C  C o (V.7) Với C H A 1 : nồng độ H3A tại điểm cuối chuẩn độ 1; 3 V1: thể tích XOH dùng để trung hòa hết nấc 1 của axit H3A Áp dụng điều kiện proton cho hệ tại điểm cuối chuẩn độ ta có phương trình sai số:  Kw  C  C o q1 = -  h     HA2   2 A3   H 3 A (V.8)  h  CC o - Tại điểm cuối chuẩn độ thứ hai: C ' XOH q2 = (V.9)  2 C H3 A  2 C oVo CC o với C H A 2   là nồng độ H3A tại điểm cuối chuẩn độ 2 và V2: thể 3 V2  Vo C  2C o tích XOH dùng để trung hòa hết nấc 2 của axit H3A. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 10
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Kw  C  2C o 1 q2 = -  h    ( A3   H 2 A  2 H 3 A ) (V.10)  h  2CC o 2 Trường hợp nếu chuẩn độ được nấc 3 thì phương trình sai số có dạng: C ' XOH q3  (V.11)  3 CH3 A 3 C  : nồng độ H3A tại điểm cuối chuẩn độ 3; H3A 3 C  = VC VV H3A 3 o o  CC o C  3C o với V3 là VXOH tiêu thụ khi chuẩn độ hết 3 nấc của axit 3 o H3A.  Kw  C  3C o 1 q3= -  h     HA2 (V.12)  h  3CC o 3 V.1.2 CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP AXIT MẠNH VÀ ĐA AXIT Giả sử chuẩn độ hỗn hợp gồm axit mạnh HY (Co1 M) và đa axit H3A (Co2 M, Ka1, Ka2, Ka3) bằng bazơ mạnh XOH C M Thường phải chuẩn độ axit mạnh và nấc thứ nhất của đa axit và sau đó chuẩn độ tiếp nấc thứ hai của đa axit. - Phương trình chuẩn độ đến ĐTĐ1 : H+ + OH- → H2O - H3A + OH → H2A- + H2O pHT Đ1 chính là pH của dung dịch H2A- và H2O theo (V.1) - Phương trình phản ứng chuẩn độ đến ĐTĐ2: H+ + OH- → H2O H3A + 2OH- → HA2- + 2H2O pHT Đ2 là pH của dung dịch HA2-, H2O theo (V.3) Sơ đồ chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh HY và đa axit H3A HY+ H3A SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 11
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung V1 XOH - V2 XY + XH2A V XOH XY + X2HA Từ sơ đồ ta thấy thể tích XOH để trung hòa một nấc của H3A là V = V2 – V1 thể tích XOH để trung hòa HY là V’ = V1 - V = 2V1 – V2  Sai số chuẩn độ - Tại nấc 1 C ' XOH q1 = (V.13)  C HY  C H3 A  1 Kw  C  C o1  C o 2 Co2 q1 = -  h    ( 2    H 3 A ) (V.14)  h  C (C o1  C o 2 ) C o1  C o 2 HA Cũng tương tự ta có phương trình sai số nấc 2  Kw  C  C o1  2C o 2 Co 2 q2 = -  h    ( 3   H A   2 H 3 A ) (V.15)  h  C (C o1  2C o 2 ) C o1  2C o 2 A 2 V.1.3 CHUẨN ĐỘ ĐA BAZƠ BẰNG AXIT MẠNH Việc chuẩn độ các đa bazơ bằng axit mạnh diễn ra ngược lại với quá trình chuẩn độ đa axit bằng kiềm. Khả năng chuẩn độ từng nấc cũng phụ thuộc tỉ số giữa các hằng số phân li kế tiếp của axit liên hợp. Giả sử chuẩn độ X3A (Co M) có các hằng số phân li của axit liên hợp H3A là Ka1, Ka2, Ka3 bằng axit mạnh HY (C M) Hoàn toàn tương tự như phép chuẩn độ đa axit, ta có - Phương trình đường chuẩn độ   Kw   C C o   H 2 A  2 HA2   3 A3   h   h  CV   P=  (V.16) C oVo   Kw   C o C   h     h   SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 12
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung - Phương trình sai số khi chuẩn độ đến từng nấc:  Kw  C  C o + Nấc 1: q 1 =  h     H A  2 H 3 A   A3 (V.17)  h  CC o 2  Kw  C  2Co 1 + Nấc q2 =  h    ( H3 A  2 A3   HA2 ) (V.18)  h  2CC o 2 Trường hợp nếu chuẩn độ được nấc 3 thì phương trình sai số có dạng: Kw  C  3C o 1 q3 =  h    H  (V.19) 2A  h  3CC o 3 * Ưu nhược điểm của giải pháp cũ - Ưu điểm: chỉ việc áp dụng công thức, tính toán nhanh - Nhược điểm: áp dụng tính toán không hiểu bản chất các quá trình xảy ra trong dung dịch. Vả lại việc áp dụng các công thức này không phù hợp với trình độ của học sinh cấp THPT A. Giải pháp mới cải tiến Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit- bazơ trong giảng dạy hóa học ở trường chuyên, phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 13
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong chương trình hoá học phổ thông có hai loại phản ứng hoá học cơ bản: - Phản ứng hoá học xảy ra không kèm theo sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố - Đó là các phản ứng trao đổi, trong đó có phản ứng axít- bazơ. - Phản ứng xảy ra có kèm theo sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố, đó là phản ứng oxi hoá -khử. Phản ứng axít- bazơ và phản ứng oxi hoá -khử có vai trò to lớn, chiếm một vị trí quan trọng trong quá trình giảng dạy môn hoá học ở trường THPT, đặc biệt đối với các trường chuyên và luyện thi học sinh giỏi Quốc gia. Trong thực tế giảng dạy ở các trường phổ thông nói chung và ở các trường chuyên - là trường có nhiệm vụ bồi dưỡng nhân tài- nói riêng, lý thuyết về phản ứng axít- bazơ và oxi hoá - khử được trình bày xuyên suốt trong giáo trình hoá học phổ thông từ lớp 9 đến lớp 12 dưới nhiều góc độ khác nhau, nhưng chủ yếu được trình bày trên cơ sở mô tả những hiện tượng bên ngoài, định tính, mà chưa đi sâu vào bản chất của phản ứng. Xuất phát từ thực trạng dạy và học ở các lớp chuyên Hóa cũng như việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học cho thấy có một số khó khăn như: - Đã có tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa [32], [33], [4], song nội dung kiến thức chưa đủ và còn có khoảng cách rất xa so với nội dung chương trình thi Olympic Quốc gia, đặc biệt là Olympic Quốc tế. - Thiếu tài liệu tham khảo, nội dung kiến thức còn nằm rải rác ở nhiều tài liệu khác nhau. - Trong các đề thi Olympic Quốc gia từ năm 1994 đến nay và trong một số đề thi Olympic Quốc tế, hóa học phân tích chiếm một vị trí khá quan trọng, trong đó nội dung thi thường được ra dưới dạng tổng hợp, kết hợp nhiều vấn đề về cân bằng ion trong dung dịch. Thế nhưng trong các tài liệu giáo khoa chuyên, các bài tập được trình bày dưới dạng từng vấn đề riêng rẽ, cụ thể và đơn giản. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 14
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Để rút ngắn khoảng cách giữa nội dung kiến thức được học ở các trường chuyên và nội dung thi Olympic Quốc gia, Quốc tế, cần thiết phải trang bị cho cả giáo viên và học sinh những kiến thức nâng cao ngang tầm chương trình đại học, nhưng vẫn đảm bảo mức độ hợp lý, phù hợp với trình độ học sinh phổ thông. Trong những năm gần đây đã có một số công trình nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết hóa học phân tích [24], về phản ứng oxi hóa-khử [18], phản ứng axit-bazơ [20], phản ứng tạo thành hợp chất ít tan [23] trong giảng dạy học sinh trường chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia. Nhưng các công trình trên mới chỉ tập trung đi sâu vào tính toán cân bằng ion trong dung dịch, mà chưa đề cập đến nội dung phân tích định lượng hóa học, mà trọng tâm là phân tích thể tích – là một trong những nội dung có trong chương trình thi học sinh giỏi Quốc gia và Quốc tế. Hiện nay nội dung chuẩn độ dung dịch bao gồm chuẩn độ axit-bazơ và chuẩn độ oxi hóa–khử bằng phương pháp pemanganat đã được đưa vào trong chương trình SGK 12 nâng cao, tuy nhiên thời lượng dành cho nội dung này quá ít (2 tiết lý thuyết và 1 tiết thực hành) và nội dung kiến thức cũng hết sức đơn giản (một số khái niệm, một số dụng cụ đo thể tích; nguyên tắc chung của phép chuẩn độ axit-bazơ, chuẩn độ oxi hóa-khử; chuẩn độ HCl bằng NaOH; chuẩn độ chất khử bằng KMnO4). Điều này khó đảm bảo để các em có thể giải quyết trọn vẹn được các bài toán về định lượng hóa học được ra dưới các dạng khác nhau trong các đề thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế. Trong khi đó từ năm 2007 nội dung kiến thức chuẩn độ axit – bazơ đã được chính thức đưa vào trong các đề thi học sinh giỏi Quốc gia hàng năm. Là một giáo viên của trường chuyên Lương Văn Tụy – Ninh Bình, tham gia giảng dạy bồi dưỡng và luyện đội tuyển Quốc gia với thực tế và những lý do trên nên chúng tôi chọn đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế”. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: Vận dụng lý thuyết về phân tích chuẩn độ để phân loại, xây dựng tiêu chí các bài tập về chuẩn độ thể tích phục vụ cho bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 15
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung III. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI: 1- Nghiên cứu lí thuyết về phân tích thể tích trong chương trình hoá học phân tích, khoa Hoá Đại học Sư phạm Hà Nội [9], [12] và tìm hiểu nội dung giảng dạy phương pháp phân tích chuẩn độ ở chương trình hoá học phổ thông và trường chuyên. 2- Thống kê, phân loại các bài tập trong tài liệu giáo khoa, sách bài tập, trong các tài liệu tham khảo có nội dung liên quan đến phân tích chuẩn độ thể tích, từ đó phân tích việc vận dụng nội dung lí thuyết chuẩn độ thể tích trong giảng dạy hoá học ở các trường chuyên và xây dựng tiêu chí, cấu trúc các bài tập về chuẩn độ thể tích. 3- Phân tích nội dung phân tích chuẩn độ thể tích trong các đề thi học sinh giỏi Quốc gia vòng 1, vòng 2 để thấy được mức độ yêu cầu vận dụng cơ sở lí thuyết ngày càng cao của các đề thi, từ đó đặt ra nhiệm vụ cho các giáo viên phải có khả năng tự bồi dưỡng nâng cao trình độ để không những trang bị được kiến thức cơ bản, nâng cao cần thiết cho các em mà còn phải biết dạy cách học, dạy bản chất vấn đề để giúp học sinh học có hiệu quả nhất. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 16
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung PHẦN 1: TỔNG QUAN I- TẦM QUAN TRỌNG CỦA PHẢN ỨNG AXIT- BAZƠ, CHUẨN ĐỘ AXIT- BAZƠ Trong thực tế giảng dạy ở phổ thông, định nghĩa về axit, bazơ được học sinh (HS) tiếp thu từ những năm cấp II khi mới làm quen môn hoá. Tính chất của axit, bazơ cũng được học sinh hiểu từ những năm cấp II. Với vốn kiến thức về axít – bazơ cũng như tính chất hoá học của chúng mà giúp cho học sinh giải quyết được một số lượng lớn các bài tập có liên quan đến phản ứng axit –bazơ. Lý thuyết về phản ứng axit - bazơ được phát triển dần lên trong chương trình phổ thông lớp 11, học kỳ I với kiến thức được cung cấp ở lớp 11, đã giúp cho học sinh giải thích, minh hoạ hầu hết tính chất của các chất, đặc biệt là khi các chất xảy ra trong dung dịch, sự tương tác của các chất điện li. Bởi vì, hầu hết các quá trình xảy ra trong dung dịch nước đều có liên quan tới đặc tính axit, bazơ của các chất. Phương pháp phân tích chuẩn độ là phương pháp hoá học định lượng, dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử có nồng độ đã biết phản ứng với một thể tích xác định dung dịch của chất có nồng độ chưa biết cần xác định. Nội dung chính của phương pháp phân tích chuẩn độ mới chỉ được đưa vào chương trình hoá phổ thông vào cuối năm lớp 12, tuy nhiên học sinh đã được làm quen khi bắt đầu học môn hoá học thông qua các dạng bài trộn chất này với chất kia để tính nồng độ, thể tích của chất chưa biết, rồi nâng dần lên các dạng bài tập tính pH của dung dịch mà trong phần chuẩn độ chính là dạng bài tính pH tại các điểm dừng chuẩn độ. Trong phương pháp phân tích chuẩn độ người ta dùng nhiều loại phản ứng hoá học như: phản ứng trung hoà, phản ứng oxi hoá khử và lấy tên của các loại phản ứng đó đặt tên cho phương pháp Chuẩn độ axit - bazơ là một phương pháp phân tích quan trọng dựa trên sự tương tác giữa các axit - bazơ và được dùng để định lượng chúng. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 17
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Việc đưa nội dung này vào chương trình có ý nghĩa rất lớn, giúp cho học sinh hiểu đầy đủ và sâu sắc các quá trình hoá học xảy ra trong dung dịch các chất điện li. Là cơ sở cho học sinh tiếp cận với các phương pháp phân tích hiện đại. Nếu học sinh nắm chắc các phương pháp tính toán cân bằng trong cân bằng axit-bazơ và chuẩn độ axit bazơ thì việc phức tạp hoá các bài toán hoá phân tích sẽ đơn giản hơn rất nhiều. Có một số dạng bài tập thường gặp liên quan đến phương pháp chuẩn độ axit –bazơ như xét sự thay đổi giá trị pH khi thêm dần lượng thuốc thử, xác định thành phần định tính, định lượng của dung dịch hỗn hợp. II- NỘI DUNG KIẾN THỨC CHUẨN ĐỘ AXIT –BAZƠ TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG Trước đây trong chương trình hoá học phổ thông chưa có nội dung phần phân tích chuẩn độ, mà nội dung hoá phân tích được đưa vào chương trình hóa học phổ thông gồm cân bằng axit - bazơ, dung dịch và sự điện li với tổng số tiết là 18 tiết. Hiện nay nội dung chuẩn độ dung dịch bao gồm chuẩn độ axi - bazơ và chuẩn độ oxi hóa – khử bằng phương pháp pemanganat đã được đưa vào trong chương trình SGK 12 nâng cao, tuy nhiên thời lượng quá ít (2 tiết lý thuyết và 1 tiết thực hành so với tổng số tiết học là 96 tiết) và nội dung kiến thức cũng hết sức đơn giản (một số khái niệm, một số dụng cụ đo thể tích; nguyên tắc chung của phép chuẩn độ axit- bazơ, chuẩn độ oxi hóa-khử; chuẩn độ HCl bằng NaOH; chuẩn độ chất khử bằng KMnO4). Phần bài tập trong [2] nghèo nàn số lượng bài tập còn ít, cũng như nội dung kiến thức các bài tập đưa ra còn ít, chủ yếu sử dụng định luật hợp thức tính nồng độ hoặc thể tích của dung dịch chất. Chưa hướng dẫn cho học sinh biết cách xác định thể tích tương đương, cách chọn chất chỉ thị nào thích hợp để sai số chuẩn độ nằm trong phạm vi cho phép và cách phác họa đường cong chuẩn độ,... mà những vấn đề này rất hay gặp trong đề thi học sinh giỏi (HSG) Quốc gia và các đề thi Olympic Quốc tế. SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 18
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung Do đó khó đảm bảo để các em có thể giải quyết trọn vẹn được các bài toán về định lượng hóa học được ra dưới các dạng khác nhau trong các đề thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế [14,15,16,17]. III- TÌNH HÌNH THỰC TẾ VỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC CÂN BẰNG AXIT – BAZƠ VÀ CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ TRONG CÁC TÀI LIỆU HIỆN HÀNH Trong các tài liệu hiện hành thì những tài liệu dành cho học sinh giỏi, học sinh chuyên còn ít, chủ yếu là các tài liệu cho học sinh ôn luyện thi đại học và cao đẳng. Theo [6], tác giả cũng đã trình bày, đề cập đến phần dung dịch, các hằng số axit, bazơ và tích số ion của nước. Cũng có bài tập về tính toán cân bằng, pH của dung dịch đơn axit yếu, đơn bazơ yếu nhưng còn ở mức độ đơn giản với số lượng còn ít và chỉ mang tính chất chủ yếu là giới thiệu cho học sinh khá, giỏi. Các bài tập chủ yếu về mảng kiến thức phản ứng axit – bazơ trong các tài liệu ôn thi đại học hiện nay đã trình bày sâu về các định nghĩa axit – bazơ theo Bronsted, các bài tập áp dụng đã có ở mức độ từ đơn giản, cơ bản đến phức tạp và nâng cao. Các bài tập định tính được đưa ra khá sâu sắc và đầy đủ các dạng, các tình huống. Phần bài tập tính toán cân bằng, pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh cũng đưa ra nhiều trường hợp để rèn luyện cho học sinh kỹ năng tính toán, nắm được mối quan hệ của pH và nồng độ H+ trong dung dịch, đưa ra các bài tập về tính toán độ điện li  và hằng số phân li axit và bazơ K với nồng độ của dung dịch và pH của dung dịch. Ngoài ra, trong các tài liệu hiện nay cũng đã có các bài tập tính toán cân bằng trong dung dịch đơn axit yếu, đơn bazơ yếu, tính cân bằng trong dung dịch đệm chứa hỗn hợp đơn axit yếu với bazơ liên hợp của chúng, tính cân bằng trong dung dịch đa axit, đa bazơ. Tuy nhiên, những bài tập này chỉ ở mức độ đơn giản để giúp học sinh làm quen với việc tính toán cân bằng trong dung dịch. Trong [3] các tác giả đã đưa ra các bài tập khá sâu sắc, cơ bản mà vẫn rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải bài tập và tư duy phân tích. Nội dung các bài tập đưa ra khá phong phú, đa dạng. Tuy nhiên, những bài toán hỗn hợp có nhiều phản ứng xảy ra trong dung dịch đòi hỏi học sinh phải biết sắp xếp thứ tự xảy ra phản ứng SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 19
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy GV: Đoàn Thị Kim Dung từ đó dựa vào để xác định thành phần giơí hạn, mô tả cân bằng hóa học và dựa vào đó để tính toán thì tài liệu [3], [11] đưa ra còn ít, các phản ứng còn đơn giản chỉ có một hay hai phản ứng là học sinh xác định được thành phần giới hạn hoặc có khi thành phần giới hạn trùng với thành phân cân bằng. Hơn nữa, tài liệu tham khảo cho học sinh chuyên hóa cũng chỉ là những dạng cơ bản có nâng cao nhưng chưa có dạng tổng hợp để bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh. Chưa có nhiều bài tập gắn kết nội dung của phản ứng axit – bazơ với các bài tập phần phản ứng oxi hóa – khử, hay bài tập về cân bằng tạo phức, cân bằng hợp chất ít tan nên khó bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy tổng hợp để giải quyết được các bài tập trong các kỳ thi học sinh giỏi Quốc gia cũng như Quốc tế. Mặt khác chưa có tài liệu đề cập đến nội dung phân tích định lượng hóa học, mà trọng tâm là phân tích thể tích – là một trong những nội dung có trong chương trình thi học sinh giỏi Quốc gia và Quốc tế. Trong các kỳ thi Olympic 30 – 4 hay là kỳ thi HSG Quốc gia hàng năm nội dung hóa phân tích là nội dung thường có trong các đề thi, nhưng mới chỉ dừng lại chủ yếu ở dạng tính cân bằng trong các dung dịch, tính thể tích thuốc thử cần thêm để đạt đến giá trị pH nhất định. Trong khi đó trong đề thi Olympic quốc tế [7], [19],[22], [29], [30] có những dạng bài như: tính chính xác nồng độ, thể tích các chất tham gia phản ứng, tính sai số của phép chuẩn độ, chọn chỉ thị thích cho phép chuẩn độ, vẽ đường cong chuẩn độ…Nội dung giữa kiến thức sách giáo khoa phổ thông với nội dung kiến thức thi học sinh giỏi Quốc gia và Olympic Quốc tế là một khoảng cách khá lớn. Trong khi đó chưa có một tài liệu nào vận dụng lí thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hóa học ở trường chuyên để làm tài liệu tham khảo cho giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia và Olympic Quốc tế . IV- VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA Để đặt ra được các yêu cầu cho học sinh (HS) trong quá trình giảng dạy thì việc lựa chọn, xây dựng các bài tập là việc làm rất quan trọng và cần thiết đối với mỗi SKKN 2014-2015 - đề tài: “Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế” 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.