SKKN Phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh phổ thông thông qua bài tập dung dịch chất điện li trên cơ sở hoá học phân tích định tính
Hiện nay các công trình nghiên cứu thực trạng Giáo dục Việt Nam cho thấy: chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh chưa cao, đặc biệt việc phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, năng lực nhận thức, năng lực tự phát hiện và giải quyết vấn đề và khả năng tự học chưa được rèn luyện đúng mức. Từ thực tế đó nhiệm vụ cấp thiết đặt ra cho ngành Giáo dục là phải đổi mới Phương pháp giảng dạy : lấy học sinh làm trung tâm, để bồi dưỡng cho hoc sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Người giáo viên không những phải truyền thụ được kiến thức cơ bản của chương trình qui định mà còn phải hình thành cho học sinh một phương pháp học tập độc lập , sáng tạo.
Mặt khác khi nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hoá học phổ thông chúng tôi nhận thấy: các kiến thức cơ sở hoá học phân tích được tăng cường sẽ giúp cho học sinh hiểu vấn đề được rõ ràng, bản chất, đặc biệt là các quá trình hoá học xảy ra trong dung dịch: cân bằng axit – bazơ , cân bằng oxi hoá - khử, cân bằng tạo hợp chất ít tan. Trên cơ sở đó vận dụng các kiến thức vào giải thích các hiện tượng hoá học xảy ra, dự đoán hiện tượng bằng lí thuyết, nhận ra sự có mặt của chất, ion trong dung dịch một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn.
Với mong muốn dạy tốt môn hoá học phổ thông nhất là các nội dung mới của chương trình sách giáo khoa tôi lựa chọn hướng nghiên cứu vận dụng cơ sở lí thuyết hoá học phân tích định tính giúp học sinh hiểu rõ bản chất các quá trình hoá học, vận dụng giải các dạng bài tập về giải thích dự đoán hiện tượng hoá học, nhận biết các chất trong dung dịch chất điện li, và hướng sử dụng các bài tập đó vào giảng dạy ở phổ thông nhằm phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh phổ thông.
Với những lí do nêu trên tôi để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà trường THPT tôi mạnh dạn đưa ra sáng kiến kinh nghiệm: : “Phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh phổ thông thông qua bài tập dung dịch chất điện li trên cơ sở hoá học phân tích định tính.”
Mở đầu: Lí do chọn đề tài Hiện nay các công trình nghiên cứu thực trạng Giáo dục Việt Nam cho thấy: chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh chưa cao, đặc biệt việc phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, năng lực nhận thức, năng lực tự phát hiện và giải quyết vấn đề và khả năng tự học chưa được rèn luyện đúng mức. Từ thực tế đó nhiệm vụ cấp thiết đặt ra cho ngành Giáo dục là phải đổi mới Phương pháp giảng dạy : lấy học sinh làm trung tâm, để bồi dưỡng cho hoc sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Người giáo viên không những phải truyền thụ được kiến thức cơ bản của chương trình qui định mà còn phải hình thành cho học sinh một phương pháp học tập độc lập , sáng tạo. Mặt khác khi nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hoá học phổ thông chúng tôi nhận thấy: các kiến thức cơ sở hoá học phân tích được tăng cường sẽ giúp cho học sinh hiểu vấn đề được rõ ràng, bản chất, đặc biệt là các quá trình hoá học xảy ra trong dung dịch: cân bằng axit – bazơ , cân bằng oxi hoá - khử, cân bằng tạo hợp chất ít tan. Trên cơ sở đó vận dụng các kiến thức vào giải thích các hiện tượng hoá học xảy ra, dự đoán hiện tượng bằng lí thuyết, nhận ra sự có mặt của chất, ion trong dung dịch một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn. Với mong muốn dạy tốt môn hoá học phổ thông nhất là các nội dung mới của chương trình sách giáo khoa tôi lựa chọn hướng nghiên cứu vận dụng cơ sở lí thuyết hoá học phân tích định tính giúp học sinh hiểu rõ bản chất các quá trình hoá học, vận dụng giải các dạng bài tập về giải thích dự đoán hiện tượng hoá học, nhận biết các chất trong dung dịch chất điện li, và hướng sử dụng các bài tập đó vào giảng dạy ở phổ thông nhằm phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh phổ thông. Với những lí do nêu trên tôi để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà trường THPT tôi mạnh dạn đưa ra sáng kiến kinh nghiệm: : “Phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh phổ thông thông qua bài tập dung dịch chất điện li trên cơ sở hoá học phân tích định tính.” Mục đích nghiên cứu SKKN này thực hiện với mục đích: Vận dụng kiến thức hoá học phân tích định tính nghiên cứu bản chất các quá trình hoá học trong dung dịch chất điện li, đề ra bài tập và phương pháp giải bài tập dung dịch chất điện li, bài tập nhận biết nhằm phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh. Đối tượng nghiên cứu: + Nghiên cứu cơ sở lí luận về năng lực nhận thức, tư duy học sinh. + Nghiên cứu chương trình hoá học phổ thông, hệ thống các kiến thức cơ sở hoá học phân tích định tính và khả năng vận dụng trong giảng dạy chương trình hoá học phổ thông. + Lựa chọn và xây dụng hệ thống bài tập về dung dịch chất điện li, bài tập nhận biết ở các mức độ nhận thức khác nhau. + Đề xuất các phương hướng phân tích đề và phương thức giải tối ưu các dạng bài tập trong giảng dạy hoá học để rèn luyện tư duy học sinh. Phương pháp nghiên cứu: - Phân tích lí luận các vấn đề có liên quan đến đề tài. - Nghiên cứu thực tiễn, quan sát trò chuyện với học sinh, giáo viên - Tham khảo sách báo ,giáo trình, tài liệu có liên quan. Những điểm mới của SKKN: + Tính mới của giải pháp: Việc phát triển năng lực nhận thức và tư duy học sinh Phổ thông sẽ đạt được hiệu quả cao nếu giáo viên xác định được nội dung kiến thức có thể áp dụng, mở rộng, phát triển để làm rõ mối quan hệ giữa các chất, bản chất các quá trình hoá học, từ đó áp dụng giải thích các hiện tượng hoá học trong học tập và trong đời sống. + Tính sáng tạo của giải pháp: Đồng thời việc lựa chọn và xây dựng được hệ thống bài tập phù hợp năng lực nhận thức với từng đối tượng học sinh sẽ thu hút học sinh, thúc đẩy các em chủ động, tích cực, sáng tạo hơn trong học tập và tu rèn đạo đức. 2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1. Khái niệm về sự nhận thức - Nhận thức là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lí con người (nhận thức, tình cảm, hành động ), nó là tiền đề của hai mặt kia đồng thời có quan hệ chặt chẽ với chúng và với các hiện tượng tâm lí khác. - Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều quá trình khác nhau có thể chia thành hai giai đoạn lớn: + Nhận thức cảm tính ( cảm giác và tri giác ). + Nhận thức lí tính ( tư duy và tưởng tượng). 2.1.2. Năng lực nhận thức và biểu hiện của nó Năng lực nhận thức được xem là năng lực trí tuệ riêng của con người, nó được biểu hiện dưới nhiều góc độ khác nhau. Các nhà tâm lí học xem trí tuệ là sự nhận thức của con người bao gồm nhiều năng lực riêng rẽ và được xác định thông qua chỉ số IQ (chỉ số thông minh). Năng lực nhận thức được biểu hiện ở nhiều mặt, cụ thể là: Mặt nhận thức : nhanh biết, nhanh hiểu, nhanh nhớ, biết suy xét và tìm ra logic vấn đề nhanh chóng. Tưởng tượng: óc tưởng tượng phong phú, nhanh chóng hình dung ra được hình ảnh và nội dung như đã được miêu tả. Hành động: nhanh trí, linh hoạt, tháo vát, sáng tạo. Phẩm chất : có óc tò mò, lòng say mê , hứng thú làm việc. Còn trí thông minh là tổng hợp các năng lực trí tuệ của con người (quan sát, ghi nhớ, tưởng tượng, tư duy...) trong đó đặc trưng cơ bản nhất là tư duy độc lập và tư duy sáng tạo nhằm ứng phó mọi tình huống mới. 2.1.3. Sự phát triển năng lực nhận thức cho học sinh Việc phát triển năng lực nhận thức cho học sinh thực chất là hình thành và phát triển năng lực tư duy linh hoạt, sáng tạo. Do đó điều quan trọng với học sinh là phải thường xuyên và có hệ thống hình thành năng lực nhận thức cho học sinh. Hình thành năng lực nhận thức cho học sinh qua các bước cơ bản sau: + Bắt đầu là năng lực quan sát, phát triển trí nhớ và tưởng tượng. + Trau dồi ngôn ngữ , nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, phương pháp nhận thức. + Tu rèn đạo đức nhân cách. Để phát triển năng lực nhận thức cho học sinh cần đảm bảo các yếu tố + Vốn di truyền về tư chất tối thiểu cho học sinh. + Vốn kiến thức tích luỹ phải đầy đủ và hệ thống. + Phương pháp dạy và phương pháp học phải thực sự khoa học. + Có chú ý đặc điểm lứa tuổi và đảm bảo điều kiện vật chất, tinh thần. Trong quá trình tổ chức hoạt động học tập giáo viên còn phải chú ý các hướng cơ bản: + Sử dụng các phương pháp dạy học mang tính nghiên cứu, kích thích được hoạt động nhận thức, rèn luyện được tư duy độc lập sáng tạo. + Hình thành và phát triển ở học sinh năng lực tự giải quyết vấn đề, tăng cường tính độc lập trong hoạt động, học sinh phải biết lập kế hoạch làm việc, phân tích các nhiệm vụ học tập, đề ra phương pháp giải quyết vấn đề độc lập, sáng tạo, hợp lí. + Cần phải chú ý các hoạt động tập thể trong lớp học, học sinh không những trình bày phương pháp của mình mà còn phải biết so sánh, đánh giá phương pháp của bạn, điều này thúc đẩy các quan hệ xã hội mở rộng, tư duy nhận thức phát triển. 2.1.4. Khái niệm về tư duy Theo định nghĩa của M.N.Sacđacôp : tư duy là sự nhân thức khái quát gián tiếp các sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chungvà bản chất của chúng. Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật , hiện tượng mới riêng lẻ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hoá đã thu nhận được. 2.1.5. Tư duy hoá hoc và sự phát triển tư duy hoá học thông qua bài tập hoá học Tư duy hoá học: đặc trưng bởi phương pháp nhận thức hoá học nghiên cứu các chất, các quá trình biến đổi chất, và các qui luật chi phối quá trình này. Phát triển tư duy hoá học cho học sinh qua bài tập hoá học Bài tập hoá học: là bài ra cho học sinh làm để củng cố, vận dụng các kiến thức hoá học đã học, bao gồm cả câu hỏi và bài toán hoá học. Trong khi hoàn thành bài tập hoá học học sinh nắm được và hoàn thiện một tri thức, mộy kĩ năng nào đó, bằng cách trả lời miệng hoặc viết tự luận hoặc trắc nghiệm khách quan. 2.2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN Trong dạy học hoá học có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức học sinh bằng nhiều cách và nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó sử dụng và hướng dẫn giải bài tập hoá học là một phương pháp dạy học có nhiều tác dụng tích cực đến việc rèn luyện và phát triển năng lực nhận thức và tư duy của học sinh. Mặt khác thông qua việc giải bài tập hoá học cũng là thước đo khả năng nắm vững kiến thức và kĩ năng hoá học của học sinh. Hiện nay có rất nhiều sách bài tập hoá học chứa đựng khối lượng lớn các bài tập hoá học, nhưng điều quan trọng là việc lựa chọn và sử dụng có hiệu quả các bài tập này vào trong giảng dạy hoá hoc. Giáo viên cần nghiên cứu bài tập hoá học trên cơ sở tư duy của học sinh mà sử dụng bài tập hoá học đó để nêu vấn đề nhận thức ,hướng dẫn học sinh phân tích để giải quyết vấn đề theo nhiều cách khác nhau, qua đó mà phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh. Đây là yêu cầu cấp thiết đối với giáo viên hoá học trong giai đoạn đổi mới chương trình sách giáo khoa các môn học phổ thông hiện nay. 2.3. Các giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề: 2.3.1. Kiến thức phân tích định tính cần nắm vững và khả năng vận dụng Phản ứng trong dung dịch có thể được thiết lập bởi nhiều cân bằng khác nhau trong đó có cân bằng axit-bazơ. Cân bằng này có vị trí vô cùng quan trọng trong trường phổ thông và được nghiên cứu rất nhiều và có rất nhiều ứng dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến hiện tượng hóa học trong dung dịch. Cơ sở lí thuyết phân tích định tính về cân bằng axit-bazơ áp dụng ở trường phổ thông cần nắm vững là: Các định nghĩa axit, bazơ , dung dịch axit, dung dịch bazơ. Độ pH của dung dịch. Qui luật độ mạnh của các axit, bazơ. Cặp axit-bazơ liên hợp, chiều phản ứng axit-bazơ. Bản chất phản ứng axit-bazơ. Quan hệ hằng số axit, hằng số bazơ. Vận dụng các kiến thức trên giúp học sinh giải quyết được các vấn đề sau: Viết phương trình phản ứng từ các cặp axit-bazơ. Giải thích tính axit-bazơ của chất trong dung dịch. Đánh giá được pH của dung dịch. So sánh độ mạnh yếu của các axit-bazơ. Tính toán được nồng độ cân bằng các chất trong phản ứng axit-bazơ. 2.3.2. Hệ thống kiến thức cơ bản về cân bằng axit-bazơ Có rất nhiều học thuyết về axit, bazơ : thuyết Areniuyt, Bronsted-Lauri, Lewis, Uxanovic, Thuyết về các hệ dung môi ... Chương trìng Hoá học phổ thông đưa ra 2 thuyết là : Areniuyt, Bronsted-Lauri và chủ yếu áp dụng cho dung môi là nước. Hai thuyết này giả thích được phần lớn các hiện tượng hoá học liên quan đến axit, bazơ ở chương trình hoá học phổ thông. Trong đó thuyết Bronsted-Lari có nhiều ưu điểm hơn. a. Thuyết Areniuyt Nội dung cơ bản của thuyết được giới thiệu cho học sinh từ chương trình Hoá học Trung học cơ sở. - Theo thuyết này : + Axit : chất tan trong nước phân li ra H+ . + Bazơ : chất tan trong nước phân li ra OH-. Tức là : axit là chất mà trong phân tử phải có nguyên tử H, bazơ trong phân tử phải có nhóm -OH để khi phân li mới cho H+, OH- Cách hiểu này đơn giản, dễ nhớ, phù hợp với học sinh mới bắt đầu học hoá học. Tuy nhiên cách này có một số hạn chế : + Chỉ áp dụng dược cho dung môi là nước. + Không giải thích được tính axit, bazơ của một số chất : VD : NH3 : là bazơ nhưng phân tử không có nhóm –OH . SO2 là axit nhưng phân tử không có nhóm –H. Để giải quyết vấn đề này Areniuyt đã đưa ra khái niệm sự thuỷ phân: VD : NH3 + H2O NH4OH : là Bazơ SO2 + H2O H2SO3 : là Axit Nhưng thực tế, bằng nhiều lí thuyết và thí nghiệm hiện đại đã chứng minh trong dung dịch không tồn tại phân tử NH4OH, do đó ta thấy thuyết Areniuyt còn có hạn chế và điểm chưa chính xác. b. Thuyết Bronsted-Lauri - Thuyết này giới thiệu cho học sinh sau khi học xong chương ‘sự điện li’ chương trình Hoá học 11- PTTH. Thuyết này khắc phục được các khuyết điểm của Areniuyt và được sử dụng rộng rãi ở chương trình Hoá học phổ thông Theo thuyết Brosted-Lauri: + axit : chất có khả năng cho proton. + bazơ : chất có khả năng nhận proton. VD : HCl là axit trong môi trường nước vì HCl + H2O H3O+ + Cl- NH3 là bazơ trong môi trường nước vì : NH3 + H2O NH4+ + OH- HCO3- có thể là axit hay bazơ: HCO3- + H2O H2CO3 + OH- HCO3- + H2O CO32- + H3O+ + Vậy theo thuyết Brosted- Lauri thì : axit, bazơ có thể là phân tử hay ion, một chất có thể vừa là axit, vừa là bazơ. Ưu điểm của thuyết Bronsted-Lauri : có thể giải thích tính chất axit bazơ của mọi chất trong dung dịch và áp dụng cho mọi dung môi. Tuy nhiên chương trình Hoá học phổ thông chỉ áp dụng cho dung môi là nước nên việc dùng thuyết Bronsted-Lauri và Areniuyt thu được kết quả như nhau. c. Cặp axit-bazơ - Mỗi axit khi cho proton thì biến thành bazơ liên hợp với nó, - Mỗi bazơ khi nhận proton thì biến thành axit liên hợp với nó. Nghĩa là có quá trình thuận nghịch : A H+ + B Trong đó : A/B tạo thành một cặp axit-bazơ liên hợp. VD : HCOOH + H2O HCOO- + H3O+ 2 cặp axit-bazơ liên hợp là : HCOOH/HCOO- và H3O+/H2O NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Cặp axit-bazơ liên hợp là : NH4+/NH3 - Trong một cặp axit-bazơ liên hợp: nếu dạng axit càng mạnh thì dạng bazơ càng yếu và ngược lại, nếu dạng bazơ càng mạnh thì dạng axit càng yếu. d. Hằng số cân bằng axit-bazơ Để phân loại độ mạnh tương đối của axit-bazơ ta dùng hằng số phân li axit, bazơ * Hằng số phân li axit : CB : HA H+ + A- ; Ka K a = gọi là hằng số phân li axit. Ý nghĩa : Ka càng lớn thì lượng H+ phân li càng nhiều, axit càng mạnh. Ngược lại Ka càng bé thì H+ phân li ít, axit càng yếu. VD : xét các axit sau: NH4+ NH3 + H+ ; Ka = 10-9,24 Ka rất nhỏ, đây là axit yếu. CH3COOH CH3COO- + H+ ; Ka = 10-4,75 Ka nhỏ, đây là axit trung bình HNO3 ® H+ + NO3- ; Ka rất lớn, phân li hoàn toàn, đây là axit mạnh. * Hằng số phân li bazơ: CB : B + H2O HB + OH- Hằng số phân li bazơ là : Kb = Ý nghĩa Kb tương tự Ka, Kb càng lớn thì bazơ càng mạnh và ngược lại Kb càng bé thì bazơ càng yếu. VD : xét các bazơ sau NaOH " Na+ + OH- ; Là bazơ mạnh, phân li hoàn toàn. NH3 + H2O NH4+ + OH- : Kb = 10-4,76 Kb nhỏ, đây là bazơ trung bình. CCl3COO- + H2O CCl3COOH + OH- ; Kb = 10-13,34 Kb rất nhỏ, đây là bazơ yếu * Mối quan hệ Ka và Kb : CB của nước : H2O H+ + OH- ; Kw = [H+].[OH-] Kw = 10-14: tích số ion của nước, ở nhiệt độ khác nhau thì Kw khác nhau. ở một nhiệt độ nhất định thì Kw là hằng số, thường sử dụng ở 250C. Mối quan hệ giữa Ka, Kb là Ka.Kb = Kw ( tự chứng minh công thức ). d. Độ pH của dung dịch Để biểu diễn độ axit bazơ của dung dịch ta dùng nồng độ ion H+ , nhưng cách biểu diễn này có điều bất lợi là : nếu nồng độ ion H+ nhỏ thì phải dùng luỹ thừa âm rất cồng kềnh. Do đó người ta đưa ra khái niệm độ pH để đánh giá độ kiềm, axit của dung dịch. - Qui ước : pH = -lg[H3O+] hoặc pH = -lg[H+] khi đó : [H+] = 10-pH M - ở nhiệt độ 250C : pH của các dung dịch như sau : môi trường axit : [H+] > 10-7 M pH < 7 môi trường bazơ : [H+] 7 môi trường trung tính : [H+] = 10-7 M pH = 7 Thang pH : trên lí thuyết pH có thể lấy giá trị bất kì , nhưng thực tế pH thường lấy giá trị từ 0 -> 14 , nên thang pH thường dùng là từ 0 đến 14. Độ pH có ý nghĩa to lớn trên thực tế. Chẳng hạn máu người và động vật có giá trị pH không đổi nghiêm ngặt, cây cối sinh trưởng trong dung dịch đất ở pH nhất định phù hợp từng cây, tốc độ ăn mòn của kim loại trong nước phụ thuộc rất nhiều vào pH e. Chỉ thị axit-bazơ Chỉ thị axit-bazơ là chất có màu biến đổi theo pH của dung dịch. Bản chất của chỉ thị axit-bazơ là một axit hoặc bazơ yếu có màu 2 dạng axit và bazơ liên hợp khác nhau. Bảng một số chất chỉ thị axit-bazơ Chất chỉ thị Khoảng pH đổi màu Màu dạng axit Màu dạng bazơ Quỳ tím Phenolphtalein 5,0 – 8,0 8,0 – 9,8 đỏ không màu Xanh đỏ Nhận xét : mỗi chỉ thị có một khoảng chuyển màu nhất định, để dánh giá pH dung dịch gần chính xác phải chọn chỉ thị có khoảng chuyển màu phù hợp. Chỉ thị chỉ xác định được gần đúng pH của dung dịch muốn chính xác phải dùng máy đo pH. f. Phản ứng axit-bazơ Chiều hướng phản ứng axit-bazơ - Xét phản ứng : Ax1 H+ + Bz1 ; Ka1 Bz2 + H+ Ax2 ; Ka2-1 TQ Ax1 + Bz2 Bz1 + Ax2 ; K = Ka1.Ka2-1 Một cách tương đối : - Khi K > 1 Ka1 > Ka2 thì phản ứng theo chiều thuận - Khi K < 1Ka1 < Ka2 thì phản ứng theo chiều nghịch Vậy chiều phản ứng là : Ax mạnh + Bazơ mạnh -> Bazơ yếu + Axit yếu. Sau đây tôi đề xuất các dạng bài tập chính : xác định môi trường dung dịch, tính pH và cân bằng trong dung dịch, mối liên hệ giữa nồng độ chất và pH của dung dịch. Sau đây ta sẽ xét từng dạng cụ thể. 2.3.3. Các dạng bài tập 2.3.3.1 Dạng bài tập về : Xác định môi trường dung dịch Bài 1 : Theo thuyết Bronsted-Lauri thì các chất sau là axit, bazơ, trung tính hay lưỡng tính ? K2S, C6H5COOH, C6H5NH2, NH4HSO4, Fe(ClO4)3, H2SO4, AlCl3, NaNO3, CH3NH2, CH3COONH4, NaHCO3, Na3PO4, NaH2PO4 Hướng dẫn : Để giải được bài tập trước hết học sinh phải nắm vững định nghĩa axit,bazơ theo thuyết Bronsted-Lauri : axit cho proton, bazơ nhận proton Viết được các phương trình cho nhận proton để chứng minh. Lời giải : Xét tính axit-bazơ của các chất: * K2S ® 2K+ + S2- K+ : ion trung tính. S2- : là bazơ vì S2- nhận proton của H2O S2- + H2O HS- + OH- HS- + H2O H2S + OH- * C6H5COOH : là axit vì : C6H5COOH C6H5COO- + H+ * NaNO3 : trung tính * HCO3- : lưỡng tính vì ion này vừa nhận, vừa cho proton HCO3- + H2O H2CO3 + OH- : là bazơ HCO3- + H2O CO32- + H3O+ : Là axit. * Tương tự cho các chất còn lại : bazơ : K2S, C6H5NH2, CH3NH2, Na3PO4 axit : C6H5COOH, NH4HSO4, Fe(ClO4)3, H2SO4, AlCl3, trung tính : K+, Na+, Cl-, NaNO3, ClO4-, CH3COONH4. lưỡng tính : HSO4-, HCO3-, H2PO4-. Bài 2: xác định môi trường các dung dịch sau: NH4Cl, Na2SO4, Na2CO3, KCl, CH3COONa,NaHSO4,CH3COONH4, C6H5ONa, CH3NH2, Na2HPO4, NaHCO3, NaH2PO4 Hướng dẫn : Bài tập này cơ bản giống bài tập 1, ta cũng phải : + Xác định chất là axit hay bazơ, tìm Ka, Kb của axit hay bazơ đó. + Viết các cân bằng có trong dung dịch , dựa vào Ka, Kb so sánh tỉ lệ 2 ion H+ và OH- có trong dung dịch từ đó rút ra kết luận cần thiết. Có thể đánh giá tương đối môi trường của dung dịch muối như sau : + Muối của axitvà bazơ có độ mạnh yếu tương đương : trung tính + Muối của axit mạnh, bazơ yếu : môi trường axit. + Muối của axit yếu, bazơ mạnh : môi trường bazơ. + Đối với các chất lưỡng tính : cần so sánh Ka, Kb của nó: Ka > Kb : môi trường axit. Ka < Kb : Môi trường bazơ. Ka Kb : môi trường trung tính. Lời giải : Dung dịch NH4Cl : môi trường axit. CB : NH4+ NH3 + H+; Ka = 10-9,24 H2O H+ + OH- ; Kw = 10-14 So sánh 2 cân bằng trên ta thấy Ka > Kw nên [H+] > [OH-] , Vậy dung dịch là axit. Dung dịch Na2SO4 : môi trường trung tính CB : H2O H+ + OH- ; Kw = 10-14 SO42- + H2O HSO4- + OH- : Kb = 10-12 Kw Kb nên [H+] [OH-] do đó dung dịch có môi trường trung tính. Dung dịch Na2CO3 : môi trường bazơ. CB: CO32- + H2O HCO3- + OH- ; Kb = 10-3,67 H2O H+ + OH- ; Kw = 10-14 Kb>> Kw nên [H+] < [OH-] , môi trường là bazơ. Làm tương tự cho các trường hợp còn lại ta có các kết luận : axit : NH4Cl, NaHSO4, NaH2PO4 bazơ : Na2CO3, CH3COONa, C6H5ONa, CH3NH2, Na2HPO4, NaHCO3 trung tính : Na2SO4, KCl, CH3COONH4. 2.3.3.2. Dạng bài tập về : Tính pH dung dịch Nguyên tắc : Mô tả đầy đủ các cân bằng trong dung dịch, chọn ra cân bằng ưu thế nhờ so sánh tích K.C, nếu có 2 cân bằng là (1) ,(2) mà K1.C1>10-4 K2.C2 thì bỏ qua được cân bằng (2) so với (1). - Ta áp dụng các định luật hoá học cơ bản để tìm nồng độ H+, tính pH dung dịch và các yếu tố cân bằng khác. Phạm vi giới hạn áp dụng : axit mạnh, bazơ mạnh; đơn axit yếu, đơn bazơ yếu; đa axit yếu nấc 1 là chính, đa bazơ yếu nấc 1 là chính, hỗn hợp đơn axit yếu và bazơ yếu, muối axit. Sau đây ta sẽ xét từng bài cụ thể minh hoạ : Bài 3 : Tính pH các dung dịch sau có cùng nồng độ 0,01 M. Axit HCl, H2SO4, NaOH, Ba(OH)2 Đơn axit yếu: CH3COOH, đơn bazơ yếu : NH3 Đa axit yếu H3PO4, đa bazơ yếu : Na2CO3 Lời giải : 1* Trong dung dịch HCl 0,01 M : có các cân bằng trong dung dịch : HCl ® H+ + Cl- H2O H+ + OH- ; Kw = 10-14 Vì CHCl =0,01 >> 10-7 nên coi trong dung dịch H+ chỉ do HCl phân li ra, [H+] = CHCl = 0,01 M Vậy pH = -lg[H+] = -lg0,01 = 2. * Trong dung dịch H2SO4 0,01 M: Tương tự trên nhưng đây là đa axit mạnh nấc 1, nấc 2 trung bình nên: H2SO4 ® H+ + HSO4- 0,01 0,01 0,01
Tài liệu đính kèm:
- skkn_phat_trien_nang_luc_nhan_thuc_va_tu_duy_hoc_sinh_pho_th.docx
- Phu luc Hoa hoc THPT –Nguyen Thi Huyen –PT Nguyen Mong Tuan-Dong Son.docx