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:
“VÂÂN DỤNG LÍ THUYẾT CHUẨN ĐÔÂ 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:
[email protected]
-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 = C oVo .
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
o o
h = [H+] = [OH-] - V0 V V Vo
(II.1)
Từ đó thiết lập được sự phụ thuộc của pH theo VXOH hoặc pH theo tỉ số mol P =
CV
C oVo .
C[C o ([ H ] [OH ])]
CV
P = C oVo = C o [C ([ H ] [OH ])]
(II.2)
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
* 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 HY
C HY
q = C HY
(II.3)
với : C’XOH là nồng độ XOH dư
C’HY là nồng độ HY còn dư
CHY là tổng nồng độ HY tại điểm cuối chuẩn độ
Thay C’XOH = [OH-] –[H+] = KW/h –h và CHY
C oVo
CC o
= V Vo C C o
C Co
Ta có : q = - (h - Kw/h) CC o
(II.4)
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
C[C o ([ H ] [OH ])]
CV
P = C oVo = C o [C ([ H ] [OH ])]
(II.5)
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
* Sai số chuẩn độ được thiết lập tương tự như phép chuẩn độ axit mạnh bằng
bazơ mạnh.
C Co
q = (h - Kw/h) CC o
(II.6)
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
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:
A- +
C
[]
H2O
HA
+
OH-
Kw
Ka
C 0V0
Vt V0
C 0V0
-x
Vt V0
x
x
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
Trong đó: [X+] =
C 0V0
CV
Ka
, [A-] = CHA. A =
V Vo
V V0 h K a
Sau khi tổ hợp ta có:
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
P=
CV
C 0V0
GV: Đoàn Thị Kim Dung
Ka
K
(h w )]
Ka h
h
K
C 0 [C (h w )]
h
C [C 0
(III.1)
* Sai số chuẩn độ:
C' XOH
C' HA
q = C HA hoặc q = C HA
(III.2)
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
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]
q=
Trong đó
HA
h
Ka h
([H ] - [OH - )
HA
C HA
C oVo
CC o
CHA= 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
Ka h
q = - (h - Kw/h) CC o
(III.3)
III.1.2 CHUẨN ĐỘ ĐƠN BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH
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
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:
B +
HB* +
H2O
OH-
Kb=
Kw
Ka
* Phương trình phản ứng chuẩn độ:
B + H+
→
HB
Tại điểm tương đương, thành phần chủ yếu của dung dịch là HB, H 2O, 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:
H+
HB
C
C 0V0
Vt V0
[]
C 0V0
-h
Vt V0
+
h
B
Ka
h
* Phương trình đường chuẩn độ: được xây dựng từ phương trình bảo toàn proton:
[H+] - [OH-] + [BH+] - [Y-] = 0
Trong đó: [BH+] = CB BH =
[Y-] = CHY =
C 0V0
h
V V0 h K a
CV
V V0
Sau khi tổ hợp ta có:
P=
CV
C 0V0
K
h
(h w )]
Ka h
h
K
C 0 [C (h w )]
h
C [C 0
(III.4)
* Sai số chuẩn độ:
C' B
q=
CB
hoặc q =
C' HY
CB
(III.5)
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
Trong đó: C’HY là nồng độ dung dịch chuẩn HY cho dư so với nồng độ C HY TĐ cần để
đạt đến điểm tương đương;
C’B- là nồng độ B- chưa bị chuẩn đô ô
CB- là nồng độ B- tại điểm cuối chuẩn đô ô
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]
Trong đó
B
C’HY = ([H+] - [OH-]) –[B]
(III.6)
([H ] - [OH - )
B
C
B
q =-
(III.7)
Ka
Ka h
C oVo
CC o
C’B= V Vo C C o
Thay các đại lượng trên vào (III.7) và sau khi tổ hợp đơn giản ta có:
Ka
Kw C C o
h
h CC o
Ka h
q =
( III.8)
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 C o1 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
HA
→ H+ + YH+ + A-
Ka
IV.1.1.1. Trường hợp chuẩn đô ô riêng được axit mạnh (khi axit HA rất yếu, Ka rất bé)
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
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
Co1 A
q1 = - (h - Kw/h) CC o1
(IV.1)
IV.1.1.2. Trường hợp chuẩn đô ô tổng hai axit (không chuẩn độ riêng axit mạnh)
* pHTĐ2 tính theo cân bằng:
A- + H2O
HA + OH-
Kw
Kb = K a
* Sai số chuẩn độ nấc 2:
C C o1 C o 2
Co 2
HA
C
C
C
C
C
o
1
o
2
o
1
o
2
q2 = - (h - Kw/h)
(IV.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
10 4
quá 1% khi tỉ số K aB
.
* Trường hợp chuẩn độ riêng axit HA
- Phản ứng chuẩn độ HA + OH- →
A- + 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”
8
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy
GV: Đoàn Thị Kim Dung
- pH (hay nồng độ H +) tại ĐTĐ1 (khi chuẩn độ hết HA) tính theo ĐKP với
mức không là XA, HB, H2O
h1 =
K w K aB [ HB]
1
1 K aA
[ A ]
(IV.3)
với V1 là thể tích XOH cần để trung hòa HA tới ĐTĐ1
- Sai số chuẩn độ nấc 1:
C C o1
C
HA o 2 B
C o1
q1 = - (h - Kw/h) CC o1
(IV.4)
* 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
Co2
HA
HB
C
C
C
C
C
C
C
o
1
o
2
o
1
o
2
o
1
o
2
q2 = - (h - Kw/h)
(IV.5)
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
Hn A
Hn-1A- + H+
Ka1
Hn-1A-
Hn-2
+ H+
Ka2
…
HAn-1
....
An-
....
+ H+
Kan
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”
9
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy
GV: Đoàn Thị Kim Dung
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 10 4 thì về nguyên tắc có thể chuẩn độ riêng từng nấc
với sai số không vượt quá 1%.
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- +
- Phương trình tính [H+]1 =
H2O
Kw K a 2 [ H 2 A ]
1 K a11 .[ H 2 A ]
(V.1)
Nếu Kw << Ka2.Co và 1 << Ka1-1.Co từ (V.1) ta có
[H+]1 =
K a1 K a 2
pKa1 pKa 2
2
hay pH1 =
(V.2)
* Tại điểm tương đương thứ hai (TĐ2):
- Phương trình phản ứng chuẩn độ
H3A + 2OH- → HA2- + 2H2O
[H+]2 =
Kw K a 3 [ HA2 ]
1 K a21 .[ HA2 ]
(V.3)
Nếu Kw << Ka3.C2o và 1 << Ka2-1.C2o từ (V.3) ta có
[H+]2 =
K a 2 K a3
pKa 2 pKa3
2
hay pH2 =
(V.4)
* Nếu Ka3 > 10-9, cho phép chuẩn độ đến điểm tương đương thứ 3
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
- Phản ứng chuẩn độ:
H3A +3OH- → A3-+ 3H2O
[H+]3 được tính theo cân bằng thu proton của A3V.1.1.2 Đường chuẩn độ
Bằng cách thiết lập tương tự, chúng ta có phương trình tổng quát đường chuẩn độ
H3A (Co mol/l; pKai) bằng XOH (C mol/l) như sau:
Kw
C C o H 2 A 2 HA2 3 A3 h
h
CV
C oVo
Kw
C o C h
h
P=
(V.5)
i
Trong đó i là phân số nồng độ (= Ci )
V.1.1.3. Sai số chuẩn độ:
Tương tự như biểu thức tính sai số trong các phép chuẩn đô ô đơn axit, đơn bazơ:
-Tại điểm cuối chuẩn độ thứ nhất:
q1 =
C 'H3 A
C ' XOH
C H3A 1
C H3 A 1
(V.6)
C' XOH :lượng kiềm dư so với lượng cần thiết để đạt điểm tương đương thứ nhất
C 'H3A
:nồng độ H3A còn dư chưa bị chuẩn độ
Ở gần điểm tương đương có thể coi :
C
H3 A 1
C oVo
CC o
V1 Vo C C o
(V.7)
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
Với
GV: Đoàn Thị Kim Dung
C : nồng độ H A tại điểm cuối chuẩn độ 1;
H3 A 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
HA2 2 A3 H 3 A
h
h
CC
o
q1 = -
(V.8)
- Tại điểm cuối chuẩn độ thứ hai:
q2 =
với
C
H3 A 2
C ' XOH
2 C H3 A
(V.9)
2
C oVo
CC o
V2 Vo C 2C o là nồng độ H A tại điểm cuối chuẩn độ 2 và V : thể
3
2
tích XOH dùng để trung hòa hết nấc 2 của axit H3A.
Kw C 2C o 1
( A3 H 2 A 2 H 3 A )
h
h
2
CC
2
o
q2 = -
(V.10)
Trường hợp nếu chuẩn độ được nấc 3 thì phương trình sai số có dạng:
q3
C
H3A 3
C
H3A
C ' XOH
3 C H3 A 3
(V.11)
: nồng độ H3A tại điểm cuối chuẩn độ 3;
C oVo
CC o
C 3C o
3 = V3 Vo
với V3 là VXOH tiêu thụ khi chuẩn độ hết 3 nấc 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”
12
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy
GV: Đoàn Thị Kim Dung
Kw C 3C o 1
HA2
h
h
3
CC
3
o
q3= -
(V.12)
V.1.2 CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP AXIT MẠNH VÀ ĐA AXIT
Giả sử chuẩn độ hỗn hợp gồm axit mạnh HY (C o1 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+
H3A
OH- → H2O
+
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
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
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
Sai số chuẩn độ
- Tại nấc 1
q1 =
C ' XOH
C HY C H 3 A
(V.13)
1
Co 2
Kw C C o1 C o 2
( HA2 H 3 A )
h
h
C
(
C
C
)
C
C
o
1
o
2
o
1
o
2
q1 = -
(V.14)
Cũng tương tự ta có phương trình sai số nấc 2
Co2
Kw C C o1 2C o 2
( A3 H A 2 H 3 A )
h
2
h
C
(
C
2
C
)
C
2
C
o
1
o
2
o
1
o
2
q2 = -
(V.15)
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 đô ô đa axit, ta có
-
Phương trình đường chuẩn độ
Kw
C C o H 2 A 2 HA2 3 A3 h
h
CV
C oVo
Kw
C o C h
h
P=
-
(V.16)
Phương trình sai số khi chuẩn độ đến từng nấc:
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
+ Nấc 1:
+ Nấc
GV: Đoàn Thị Kim Dung
Kw C C o
H A 2 H 3 A A3
h
2
h
CC
o
q1 =
Kw C 2Co 1
( H 3 A 2 A3 HA2 )
h
h
2
CC
2
o
q2 =
(V.17)
(V.18)
Trường hợp nếu chuẩn độ được nấc 3 thì phương trình sai số có dạng:
Kw C 3C o 1
H A
h
h
3
CC
3 2
o
q3 =
(V.19)
* 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”
15
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
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
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.
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 nô ôi 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 KMnO 4). 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 nô ôi dung kiến thức chuẩn đô ô axit – bazơ đã được chính thức đưa vào trong các
đề thi học sinh giỏi Quốc gia hàng năm.
Là mô ôt giáo viên của trường chuyên Lương Văn Tụy – Ninh Bình, tham gia giảng
dạy bồi dưỡng và luyê nô đô ôi 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”.
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
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.
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”
18
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 AXITBAZƠ
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.
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
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.
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 mô ôt 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 nô ôi 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 axitbazơ, 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 luâ tô hợp thức tính nồng độ
hoặc thể tích của dung dịch chất. Chưa hướng dẫn cho học sinh biết cách xác định thể
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
.DOC 
162 
1269 
146 
