SKKN Xây dựng và tuyển chọn bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch dùng bồi dưỡng học sinh giỏi

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT TĨNH GIA 2
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI
XÂY DỰNG VÀ TUYỂN CHỌN BÀI TẬP VỀ CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG DUNG DỊCH DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
 Người thực hiện : Vũ Trung Thành
 Chức vụ: Bí thư CĐ Giáo Viên
 SKKN thuộc lĩnh vực: Hóa học
THANH HOÁ NĂM 2016
THANH HÓA, THÁNG 5/2013
DANH MỤC VIẾT TẮT
BD 	Bồi dưỡng
BT 	 	Bài tập
BGD-ĐT 	 Bộ giáo dục và đào tạo
dd 	Dung dịch
ĐC 	Đối chứng
đktc 	Điều kiện tiêu chuẩn
ĐLTDKL Định luật tác dụng khối lượng
GD 	Giáo dục
GV 	 Giáo viên
HH 	Hoá học
HS Học sinh
HSG 	Học sinh giỏi
Nxb 	 	 Nhà xuất bản
PTHH Phương trình hóa học
SGK 	 Sách giáo khoa
THPT 	 Trung học phổ thông
TN 	 	Thực nghiệm
 TNSP Thực nghiệm sư phạm
 SKKN Sáng kiến kinh nghiệm
MỤC LỤC
Trang
1. MỞ ĐẦU
1
1.1. Lí do chọn đề tài
1
1.2. Mục đích nghiên cứu
1
1.3. Phương pháp nghiên cứu
2. NỘI DUNG
2
2.1. Cơ sở lí luận
2
2.2. Thực trạng của việc bồi dưỡng học sinh giỏi phần bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch
2
2.2.1. Thuận lợi
2
2.2.2. Khó khăn
2
2.3. Bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch
2
2. 4. Hiệu quả của việc sử dụng bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch 
13
2.4.1. Chọn GV thực nghiệm:
13
2.4.2. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
13
2.4.3. Kiểm tra mẫu trước thực nghiệm
13
2.4.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
13
3. KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
18
3.1. Kết luận
18
3.2. Kiến nghị
18
Tài liệu tham khảo
Phần 1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Truyền thống từ ngàn xưa cha ông chúng ta đã rất coi trọng nhân tài, từ các cuộc thi hương, thi hội, thi đình rồi tuyển chọn bảng nhãn thám hoa. Qua đó đã phát hiện những nhân tài cho đất nước. Câu nói: “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia” đã được khắc trên bia đá của Văn Miếu Quốc Tử Giám, thể hiện được sự coi trọng nhân tài đối với sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ cao thì truyền thống đó càng khẳng định được giá trị. 
Số lượng HSG các trường cũng là một trong những mặt để khẳng định uy tín của giáo viên và vị thế của nhà trường. Cho nên vấn đề này rất được các giáo viên quan tâm. Việc tổng kết và đúc rút kinh nghiệm bồi dưỡng HSG là rất cần thiết và mang tính thiết thực góp phần nâng cao chất lượng giáo dục. Đã có nhiều tác giả với nhiều công trình về bồi dưỡng HSG hóa học phổ thông, tuy nhiên hiện nay chưa có công trình độc lập nào nghiên cứu bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch dùng bồi dưỡng HSG một cách có hệ thống. 
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, tôi xin được trình bày kinh nghiệm của mình trong viêc xây dựng:“ Xây dựng và tuyển chọn bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch” với mong muốn đây sẽ là tài liệu tham khảo có ích cho đồng nghiệp trong việc thực hiện nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi và giúp các em học sinh đạt được ước mơ của mình.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng, tuyển chọn các dạng bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch dùng bồi dưỡng HSG hóa học THPT.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống lý thuyết, các dạng bài tập cho học sinh khá, giỏi phần cân bằng tạo phức trong dung dịch .
1.4. Phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
	 Nghiên cứu những văn kiện của Đảng, các chỉ thị của Bộ và Sở Giáo dục và Đào tạo, các sách, bài báo, tạp chí đề thi HSG các năm của các tỉnh, đề thi HSG Quốc gia
	 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc sử dụng bài tập theo hướng phát triển tư duy của HSG
	 Nghiên cứu nội dung SGK hóa học nâng cao THPT.
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
	Điều tra thực trạng sử dụng bài tập trong dạy học vật lý ở một số trường THPT tại địa bàn huyện Tĩnh Gia.
1.4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm và thống kê toán học
	Sử dụng phương pháp thống kê toán học nhằm xử lý số liệu thu được từ kết quả thực nghiệm sư phạm. Từ kết quả đó, sử dụng phương pháp tổng kết để rút ra những kết luận về sự khác nhau trong kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng.
Phần 2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí luận
Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu. Ở Trung Quốc, từ  đời nhà Đường, ở Mỹ HSG được quan tâm hàng đầu. Nước Anh thành lập cả  một Viện hàn lâm quốc gia dành cho HSG, ở Việt Nam, học sinh giỏi chủ yếu được rèn luyện, học tập trong một lớp hoặc một trường học riêng, thường gọi là lớp chuyên, lớp năng khiếu hoặc trường chuyên hay đội tuyển HSG của trường
Những phẩm chất và năng lực tư duy của một học sinh giỏi hoá học.Theo PGS.TS.Cao Cự Giác (Đại học Vinh): Một học sinh giỏi hóa học phải hội đủ “ba có”: Có kiến thức cơ bản tốt, thể hiện nắm vững kiến thức cơ bản một cách sâu sắc có hệ thống. Có khả năng tư duy tốt và tính sáng tạo cao: trình bày và giải quyết vấn đề một cách linh hoạt, rõ ràng, khoa học. Có khả năng thực hành thí nghiệm tốt: Hóa học là khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm, không thể tách rời lý thuyết với thực nghiệm. Phải biết vận dụng lý thuyết để điều khiển thực nghiệm và từ thực nghiệm kiểm tra các vấn đề của lý thuyết, hoàn thiện lý thuyết.
2.2. Thực trạng của việc bồi dưỡng học sinh giỏi phần bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch
Đây là một nội dung trong rất nhiều nội dung ôn thi HSG và học sinh thường cảm thấy lúng túng về phương pháp giải và cảm thấy khó
2.2.1. Thuận lợi
Bồi dưỡng học sinh giỏi là vấn đề được nhà trường hết sức quan tâm, các em học sinh trong đội tuyển và diện học đội tuyển phần lớn là những em có ý thức tốt, có năng lực và đam mê môn học, được phụ huynh ủng hộ, bản thân cũng đã nhiều năm ôn thi đại học và học sinh giỏi.
2.2.2. Khó khăn
Bài tập về cần bằng tạo phức trong dung dịch là những bài tập khó, ít tài liệu viết sâu và đầy đủ, chiếm lượng câu hỏi không nhiều trong đề thi HSG. Kiến thức nền SGK không nhiều, ôn phần này gần như phải xây dựng lại hệ thống kiến thức từ đầu. 
2.3. Bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch
Dựa vào mục đích nội dung và phương pháp dạy học hóa học, cơ sở tâm lí của học sinh, nội dung chương trình và đặc điểm của bộ môn hóa học có thể thiết kế bài học mới dựa vào bài tập gốc theo các nguyên tắc sau:
1. Nghịch đảo điều kiện và yêu cầu.
2. Phức tạp hóa điều kiện.
3. Phức tạp hóa cả điều kiện và yêu cầu.
4. Ghép nội dung nhiều bài toán với nhau.
Kiến thức nâng cao:
+ Sự tạo phức trong dung dịch và tính chất của các phức chất:
Các phức chất trong dung dịch được tạo thành do sự kết hợp của các phần tử đơn giản, có khả năng tồn tại độc lập trong dung dịch. Trong dung dịch các phức chất phân li hoàn toàn thành ion phức và ion cầu ngoại.
Độ bền của phức chất phụ thuộc vào bản chất của các ion trung tâm và phối tử. 
Do độ bền của phức chất khá lớn nên nhiều tính chất của các dung dịch chứa ion kim loại bị thay đổi khi có mặt của các chất tạo phức. Ví dụ dung dịch Fe3+ có phản ứng axit do sự tạo thành phức hidroxo của ion Fe2+.
Fe3+ + 2H2O FeOH2+ + H3O+
Nhiều phức chất có những tính chất đặc trưng như có màu, ít tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. 
+Cân bằng trong các dung dịch phức chất:
Hằng số bền và hằng số không bền của phức chất:
Giả sử có một ion kim loại có số phối trí cực đại là 6. Ở trong nước sẽ tồn tại ở dạng . Nếu thêm vào phối tử L tạo được phức chất với M thì trong dung dịch sẽ xảy ra phản ứng.
 + L ML(H2O)5 + H2O ( Không ghi điện tích) (a)
Hằng số cân bằng của phản ứng (a).Nếu trong dung dịch loãng hoạt độ được coi bằng nồng độ thì:
 = được gọi là hằng số bền hoặc hằng số tạo thành của phức ML
Ví dụ: Cu2+ + 4 NH3 = = 1012,03
Hằng số không bền: Nghịch đảo của hằng số bền là hằng số không bền K hoặc hằng số phân li của phức.
Ví dụ: Cu2+ + 4 NH3 K= 10-12,03
+ Đánh giá mức độ phản ứng tạo phức:
Để đánh giá mức độ tạo phức có thể dựa vào hằng số bền hoặc hằng số không bền.
Hằng số bền càng lớn thì mức độ tạo phức càng lớn và ngược lại hằng số không bền càng lớn thì phức càng ít bền vì phức phân li càng nhiều. Tuy nhiên có những phức có nhiều phối tử được tạo thành và phân li lần lượt theo từng nấc ứng với mỗi nấc có hằng số bền (hằng số không bền) riêng. Ví dụ phức tạo thành theo hai nấc.
+Hằng số bền điều kiện:
Nếu ion kim loại Mn+ ngoài việc tham gia phản ứng tạo phức chính với anion Y4-:
Mn+ + Y4- MYn-4
Còn tham gia phản ứng phụ với phối tử L tạo nên các phức ML, ML2,MLm
Trong điều kiện này hằng số bền điều kiện được định nghĩa như sau:
=
Trong đó [M’] là tổng nồng độ cân bằng các dạng tồn tại của Mn+ trừ phức MYn-4
[Y’] là tổng nồng độ cân bằng các dạng tồn tại của Y4- trừ phức MYn-4
Một số dạng câu hỏi và bài tập thường gặp:
Lập biểu thức và tính hằng số bền điều kiện.
Đánh giá mức độ phản ứng tạo phức.
Tính nồng độ cân bằng của các ion trong phản ứng tạo phức.
Câu 1: Cd2+ tạo được phức chất với NH3
Cd2+ + NH3 k1 = 102,51 	 (1)
 + NH3 k2 = 101,96 	 (2)
 + NH3 k3 = 101,30 	 (3)
 + NH3 k4 = 100,79 	 (4)
1. Tính hằng số tạo thành tổng hợp của các phức chất.
2. Tính nồng độ các dạng phức trong dung dịch nếu biết:
[Cd2+] =1,0.10-5 M; [NH3] =0,10 M
Phân tích:
+ Hằng số cân bằng tạo thành tổng hợp phức chất Cd2+ +4NH3 chính là tổng hợp (1+2+3+4)
+ Dựa vào hằng số bền tổng hợp cho phép ta xác định nồng độ dạng phức trực tiếp từ nồng độ chất tạo phức và nồng độ phối tử.
 = .[Cd2+].[NH3]
= [Cd2+].[NH3]2.
= [Cd2+].[NH3]3
= .[Cd2+].[NH3]4
Giải:
Ta có: = k2 = 102,51
Cd2+ +2NH3 = k1.k2 = 104,47
Cd2+ +3NH3 = k1.k2.k3 = 105,77
Cd2+ + 4NH3 = k1.k2.k3.k4 = 106,56
2. Tính nồng độ các dạng phức:
Ta có: = .[Cd2+].[NH3] = 10(2,51-5-1) = 10-3,49M = 3,2.10-4M
 = [Cd2+].[NH3]2 = 10(4,47-5-2) = 10-2,53M = 2,9.10-3M
= [Cd2+].[NH3]3 = 10(5,77-5-3) = 10-2,33M = 5,9.10-3M
 = .[Cd2+].[NH3]4 = 10(6,56-5-4) = 10-2,44M = 3,6.10-3 M
= [] +[] +[]+[]+[Cd2+] = 1,3.10-2M
= [NH3]+ [] +2[] +3[]+4[] = 4,8.10-2M
Câu 2: Thêm một giọt (0,03ml) HNO3 1,0M vào 1ml dung dịch [Ag(NH3)2]NO3 0,02M. Trình bày các cân bằng xảy ra trong dung dịch.
Phân tích:
+ Thêm dung dịch axit mạnh vào sẽ có quá trình:
NH3+ H3O+ + H2O
+ Ta phải tổng hợp quá trình tạo phức với quá trình trên và xác định hằng số cân bằng K dựa vào đó đánh giá xem phức có bị phân hủy không?
Giải:
HNO3→ H+ +
[H+] = [HNO3] = 0,03/1,03 = 2,9.10-2M
 = [[Ag(NH3)2]NO3] = 0,02/1,03 = 1,94.10-2M
Các quá trình xảy ra:
 + NH3 	 = 10-3,92 (1)
NH3+ H3O+ +H2O 	 = 109,24 (2)
Tổng hợp (1+2) ta có:
 + H3O+ + + H2O K = (k2.Ka)-1 = 105,32 (3)
1,94.10-2 2,9.10-2 1,94.10-2 1,94.10-2
Ta lại có:
 + H3O+ Ag+ + + H2O K = (k1.Ka)-1 = 105,92 (4)
[ ]t 1,9.10-2 9,6.10-3 1,94.10-2
[ ]cb 9,4.10-3 0 9,6.10-3 2,9.10-2
Nhận xét quá trình (3,4) K tương đối lớn nên quá trình phân hủy phức hoàn toàn.
Như vậy axit cho vào đã phân hủy phức. Trong dung dịch có các cân bằng
 Ag+ + NH3
 + H2O NH3 + H3O+
Câu 3: Thiết lập biểu thức và tính hằng số bền điều kiện của phức ở pH=10, được duy trì bởi đệm NH3 và có [NH3] = 1M. Coi trong dung dịch chỉ hình thành phức là chủ yếu. Cho biết:
= 1019,09 ; = 101,99 ; = 103,5 ; = 104,43
= 105,07; = 105,13; = 104,39; = 10-11,2
KHCN = 10-9,35
Phân tích:
+Ta có hằng số bền điều kiện của phức là:
+ Tính nồng độ và xác định 
Giải:
Co2+ + 6 CN- [ Co(CN)6]2+ = 1019,09
Co2+ + NH3 [ Co(NH3)]2+ = 101,99
Co2+ +2 NH3 [ Co(NH3)2]2+ = 103,5
Co2+ +3NH3 [Co(NH3)3]2+ = 104,43
Co2+ + 4NH3 [Co(NH3)4]2+ = 105,07
Co2+ + 5 NH3 [Co(NH3)5]2+ = 105,13
Co2+ +6 NH3 [Co(NH3)6]2+ = 104,39
Co2+ +H2O CoOH+ + H+ = 10-11,2
CN-+H+ HCN = 109,35
Ta có hằng số bền điều kiện của phức là:
 	 (1)
Ta có:
[Co2+]’=[Co2+]+[CoOH+]++++++ = [Co2+] + [H+]-1[Co2+] + [NH3].[Co2+]+[NH3]2[Co2+]+[NH3]3[Co2+]+[NH3]4[Co2+]+[NH3]5.[Co2+]+[NH3]6.[Co2+] = [Co2+](1+ [H+]-1++++++) (2)
Thay [NH3] = 1M
[CN-]’ = [CN-]+[HCN] = [CN-]+[CN-].[H+] = [CN-](1+[H+]) (3)
Thay (2) và (3) vào (1) ta có:
Ta lại có:
[Co2+].[CN-]6 =[Co(CN)6]4-.
Nên: 
=.=
= 1,192.1013
 Câu 4: (Olympic lần thứ XIV) Cho sơ đồ pin điện như sau:
(-)Ag[Ag(S2O3)2]3- 0,001M , 2,00MAg+ 0,050MAg+
Epin = 0,9030V
Tính hằng số tạo thành của phức [Ag(S2O3)2]3- theo phản ứng:
Ag++2 [Ag(S2O3)2]3- 
Cho biết: = 0,7995V
Phân tích:
+ Trước tiên ta tính Ecatot dựa vào và nồng độ.
+ Dựa vào Epin ta tính được Eanot
+ Sau đó tính nồng độ [Ag+].
+ Xác định dựa vào biểu thức nồng độ.
Giải:
Sơ đồ pin: (-) Ag[Ag(S2O3)2]3- 0,001M , 2,00MAg+ 0,050MAg+
Catot(+): Ag+ + e Ag
Ecatot = +0,0592lg[Ag+] = 0,7995 + 0,0592lg(0,05) = 0,7225V
Epin = Ecatot- Eanot = 0,9030V
 Eanot = -0,1805V
Ở anot(-): Ag→Ag++e (1)
 Ag+ +2→ Ag(S2O3)23- (2)
Tổng hợp (1+2) : Ag++2 [Ag(S2O3)2]3- +e 
Eanot = +0,0592lg[Ag+]
 -0,1805 = 0,7995+0,0592lg[Ag+]
 [Ag+] = 2,7922.10-17M
Giả sử rất lớn coi lượng phức phân li không đáng kể
= (Giả sử đúng)
Câu 5 : Người ta muốn hòa tan một lượng đáng kể AgCl trong amoniac bằng cách tạo phức: Ag+ +2NH3 [Ag(NH3)2]+
Biết rằng độ tan của AgCl tỉ lệ với nồng độ amoniac thêm vào với hệ số tỉ lệ là 0,05. Và TS(AgCl) = 1,56.10-10.
+ Tính hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức?
+Tính độ tan của AgCl trong amoniac 2M.
Phân tích:
 Ta có: S = [Ag+]’ = [Cl-] = [Ag+]+[Ag(NH3)2+]
Bài ra cho = 0,05
Dựa vào vào nồng độ thiết lập biểu thức hằng số bền K’ = 
Giải:
 Xét cân bằng: Ag+ +2 NH3 [Ag(NH3)2+]
Độ tan toàn phần của AgCl là:
S = [Cl-] = [Ag’] = [Ag+]+ [Ag(NH3)2+]
Mặt khác theo đầu bài hệ số tỉ lệ lá 0,05 tức là:
 = 0,05
Giả thiết phức [Ag(NH3)2+] rất bền thì [Ag+]<<[Ag(NH3)2+]
Do đó: S = [Cl-] = [Ag(NH3)2+]
Hằng số bền K = 
[Ag+] = 
Còn nồng độ amoniac sẽ bằng
[NH3] = 20S-2[Ag(NH3)2+] = 18[Ag(NH3)2+]
Vậy K = = 2.107
Câu 6: (Olympic lần thứ X)
Cho pin: Pt Fe3+(0,05M) ,Fe2+(0,5M)Mn2+(0,02M),MnO4-(0,2M), H2SO4(xM)Pt ở 250C.
a) Khi x = 0,5 M thì phản ứng sẽ xảy ra theo chiều nào? Viết phản ứng tổng quát khi pin hoạt động. Tính suất điện động của pin và hằng số cân bằng của phản ứng.
b) Thêm một lượng KCN vào điện cực trái sao cho các phản ứng tạo phức xảy ra hoàn toàn. Suất điện động của pin là bao nhiêu?
Cho H2S có pKa1 = 7; pKa2 = 12,92; TZnS = 10-21,6; T = 10-47,6, Ka(HCN) = 10-9,35
Zn2+ + 4CN- Zn(CN)42- = 1012,6
Cu+ + 4CN- Cu(CN)43- = 1030,29
RT/Fln = 0,059lg; = 0,77V; = 1,51V
Fe3+ + 6 CN- Fe(CN)63- = 1042
Fe2+ + 6CN- Fe(CN)64- = 1035
Phân tích:
+ Dựa vào nồng độ ta tính được và , từ đó ta viết được phản ứng xảy ra và tính Epin.
+ Ta phải xét quá trình: + e 
Muốn tính Epin phải xác định 
Giải:
a) + 8 H+ + 5e Mn2+ +4H2O
= E0 + = 1,51+ = 1,522V
Fe3+ +e Fe2+
= E0 + 0,059 lg = 0,77+0,059lg0,05/0,5 = 0,711V
> 
Phản ứng xảy ra:
5Fe2+ + + 8H+ → 5 Fe3+ +Mn2+ + 4H2O
Epin = 1,522-0,711 = 0,811V
Hằng số cân bằng: K = = 1068,729
b) Xét các quá trình:
Fe(CN)63- Fe3+ +6CN- 	
Fe3+ +e Fe2+ 	K1
Fe2+ + 6CN- Fe(CN)64- 	
Fe(CN)63- + e Fe(CN)64- 	K2 = . K1. 
K2 = 
 = 0,77+ 0,059lg = 0,357V
, rất lớn nên[ Fe(CN)63-] = 0.05M ; [Fe(CN)64-] = 0,5M
=0,357 + 0,059lg = 0,298V
Epin = 1,522-0,298 = 1,224V.
Câu 7:
1. Cho 10-2 mol KSCN vào 10ml dung dịch muối Fe3+ nồng độ 10-3M. Biết rằng phức được tạo ra (màu đỏ sẫm) có công thức FeSCN2+ và nồng độ ion Fe3+ tự do chưa tham gia vào phức là 8.10-6 M. Tính hằng số bền của phức?
2. Xác định nồng độ Cu2+ tự do có trong 500ml dung dịch được điều chế từ 0,1mol CuSO4 và 2 mol NH3
Cho biết: [Cu(NH3)42+] có hằng số bền là 2.1013
pKa(NH4+) = 9,2
Phân tích:
+ Ở câu (1) dựa vào đề bài ta xác định nồng độ các phần tử và tính hằng số bền của phức FeSCN2+
+ Nhận xét cân bằng: NH3+ H2O NH4+ + OH- có Ka rất nhỏ nên bỏ qua. Ta xét cân bằng tạo phức Cu2+ +4NH3 Cu(NH3)42+ ta xác định được nồng độ.
Giải:
1. Xét cân bằng tạo phức:
 Fe3+ + SCN- FeSCN2+
Ban đầu 10-3 1
Cân bằng 8.10-6 1-8.10-6 10-3
Như vậy: K = = = 125
2. Sự tạo phức xảy ra:
Cu2+ +4NH3 
Vì cân bằng NH3 + H2O + OH- có Ka rất nhỏ nên bỏ qua tác dụng của NH3 với H2O.
 Cu2+ + 4NH3 
Ban đầu 0,2 4
Cân bằng 0,2(1-x) 4-8x 2x
Hằng số bền của phức:
K = = 2.1013. Vì phức rất bền nên có thể xem x 1
K = = 2.1013
[Cu2+] = 0,2.(1-x) = = 9,5.10-17M
Câu 8: (Olympic lần thứ XIX)
Cho cân bằng: 3Au+ Au3+ + 2Au (1)
Thế khử tiêu chuẩn: E0 (Au+/ Au) = = 1,68V; E0 (Au3+/ Au) = = 1,5V
a) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên.
b) Tính nồng độ Au+ trong dung dịch Au3+ 10-3M.
c ) Trong dung dịch có dư X- , Au+ tạo phức ( hằng số không bền K1)
Au3+ tạo phức (hằng số không bền K2), dư ion X- có cân bằng sau:
3AuX2 + 2X- + 2Au ( hằng số cân bằng K’)
Viết biểu thức tính K’ theo K1, K2, K
Cho biết: X- là Br- thì pK1 = 12; pK2 = 32
X- là CN- thì pK1 = 38; pK2 = 56
Dựa vào kết quả tính toán nhận xét khả năng tạo phức của ion Au+?
Phân tích:
+ Dựa vào biểu thức: K = 
+ Dựa vào (1) ta có: K = và xác định [Au+]
+ Thiết lập biểu thức nồng độ tính K’ thông qua các giá trị hằng số khác, tính toán và đưa ra kết luận về sự tạo phức.
Giải:
a) Au3+ + 3e Au = 1,5V
Au+ + e Au = 1,68V
Au3+ + 2e Au+ E0 = = 1,41V
Nhận xét: E0 (Au+/Au) > E0 (Au3+/Au+) trong dung dịch có thể xảy ra các phản ứng sau:
3Au+ Au3+ + 2Au
Ở 298K: lgK = = = 9,122
K = 109,122 = 
b) Theo trên: [Au+] = = 9,106.10-5 (M)
c) Ta có: 3Au+ Au3+ + 2Au K = 
Khi có X- : 3 + 2X- + 2Au K’ = (1)’
 Au+ + 2X- K1 = (2)’
 Au3+ + 4X- K2 = (3)’
Từ (2)’ ta có: [AuX2-] = ; từ (3’) ta có: [AuX4-]= thay vào (1)’
K’ = 
Nếu X- là Br-: K’ = 109,122. = 105,122
Nếu X- là CN-: K’ = 109,122. = 10-48,878
Vậy X- là Br-: Au+ → Au3+ và Au
Vậy X- là CN- : Au3+ và Au → Au+
Câu 9:Tính nồng độ cân bằng của Fe3+ và FeY- trong dung dịch hỗn hợp Fe3+ 10-2M và Na2H2Y 10-2M có pH = 5. Hằng số bền của FeY- là 1016,13. Biết pK1 = 2; pK2 = 2,67; pK3 = 6,16 ; pK4 = 10,26.
Phân tích:
Trong dung dịch có các cân bằng sau:
Na2H2Y → 2Na+ + H2Y2-
H2Y2- + H+ H3Y-
H3Y- + H+ H4Y
Fe3+ + Y4- FeY-
Phương trình bảo toàn khối lượng của ion Fe3+:
[Fe3+] + [FeY-] = 10-2 (1)
Phương trình bảo toàn của EDTA:
[Y4-] +[FeY-] = 10-2 (2)
Từ (1) và (2) ta có: [Fe3+] = [Y4-] (3)
Ta có: (*)
Ở pH = 5 , ta có: 
[H+] = 10-5M; [OH-] = 10-9M
Ta lại có: (4)
Thay các giá trị: pK1 = 2; pK2 = 2,67; pK3 = 6,16 ; pK4 = 10,26.
 = 106,45 thay vào (*) ta có: = = 109,68
Từ (1) ta có : [FeY- ] = 10-2- [Fe3+] (5)
Từ (3) và (5): = 109,86
Vậy: [Fe3+ ] = 1,44.10-6M
[FeY-] = 9,99.10-3M
Câu 10: Hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ tan của các muối khó tan là pH và sự có mặt của tác nhân tạo phức. Bạc oxalat là một ví dụ. Tích số tan của nó trong nước là T = 2,06.10-4.
a) Tính độ tan của bạc oxalat trong dung dịch axit có pH =5. Hai hằng số phân li của axit oxalic lần lượt là: Ka 1 = 5,6.10-2 và Ka 2 = 6,2.10-6.
b) Với sự có mặt của amoniac thì ion bạc tạo thành hai dạng phức Ag(NH3)+ và . Các hằng số tạo phức từng nấc tương ứng là K1 = 1,59.103 và K2 = 6,76.103. Tính độ tan của bạc oxalat trong dung dịch NH3 0,02M và pH = 10,08
Phân tích:
+ Công thức của bạc oxalat: Ag2C2O4
Ta có T = [Ag+]2.[ ]
+ = S = [] + [HC2O4-]+ [H2C2O4]
+ Ảnh hưởng của pH: H2C2O4 H+ + Ka1 = 5,6.10-2
 HC2O4- H+ + Ka2 = 6,2.10-6
+ Ảnh hưởng của tạo phức: Ag + NH3 Ag(NH3)+ K1 = 1,59.103
 Ag + 2NH3 K2 = 6,76.103
Giải:
a) Ảnh hưởng của pH:
Ta có các cân bằng sau: H2C2O4 H+ + Ka1 = 5,6.10-2
 HC2O4- H+ + Ka2 = 6,2.10-6
[Ag+] = 2S
= S = [C2O42-] + [HC2O4-]+ [H2C2O4] = [C2O42-](1+ )
 = α.S
Tại pH = 7: α = 1
Tại pH = 5: α 0,861; S = 2,17.10-4
b) Các phản ứng tạo phức:
Ag+ + NH3 Ag(NH3)+ K1 = 1,59.103
Ag(NH3)+ + NH3 K2 = 6,76.103
[NH3] = 0,02M
Tổng nồng độ [Ag+] trong dung dịch:
 = 2S = [Ag+] + [Ag(NH3)+ ] + [Ag(NH3)2+]
= [Ag+] (1+ K1[NH3]+ K1K2[NH3]2)
Vậy [Ag+] = S = .S
Thay vào dựa vào T ta tính được S = 5,47.10-2 (M)
2. 4 . Hiệu quả của việc sử dụng bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch 
2.4.1. Chọn trường:
- Trường THPT Tĩnh Gia 1– Thanh Hóa
- Trường THPT Tĩnh Gia 2 – Thanh Hóa
- Trường THPT Tĩnh Gia 4 – Thanh Hóa
2.4.1. Chọn GV thực nghiệm:
- Có chuyên môn nghiệp vụ vững vàng.
- Nhiệt tình và có trách nhiệm.
- Có thâm niên công tác.
- Các giáo viên này đều là giáo viên dạy giỏi cấp trường, cấp tỉnh.
2.4.2. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng:
Học sinh cặp lớp thực nghiệm và đối chứng tương đương nhau về các mặt sau:
- Số lượng học sinh. (mỗi khối 10 học sinh)
- Chất lượng học tập bộ môn.
- Cùng một giáo viên giảng dạy.
2.4.3. Kiểm tra mẫu trước thực nghiệm:
Bài trắc nghiệm có 10 câ