Luận văn Nâng cao hiệu quả dạy học các nội dung về hóa học phân tích ở trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH _____________ Phạm Thị Hằng NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học môn hóa học Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ VĂN HUÊ Thành phố Hồ Chí Minh -2009 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành được không chỉ do nỗ lực của bản thân mà còn nhờ sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và các em học sinh. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Đỗ Văn Huê - Thầy đã tận tình hướng dẫn suyên suốt toàn bộ quá trình thực hiện luận văn: từ lúc đề tài còn trong ý tưởng đến lúc luận văn được hoàn thành. Tác giả cũng xin được bày tỏ lòng tri ân chân thành đến PGS. TS. Trịnh Văn Biều, Trưởng khoa Hóa Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Thầy đã động viên tinh thần, nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho chúng tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn. Tác giả xin được chân thành cảm ơn quý thầy cô đã truyền đạt tất cả kiến thức, kinh nghiệm để chúng tôi có thể hoàn thành khóa học; Xin được cảm ơn các bạn đồng nghiệp, các em học sinh đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để thực nghiệm đề tài; Xin được cảm ơn gia đình đã cho tác giả bờ vai vững chãi để có thể vượt qua những khó khăn. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 12/12/2009 Tác giả DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSVC : cơ sở vật chất ĐC : đối chứng GV : giáo viên HS : học sinh HTTC : hình thức tổ chức NXB : nhà xuất bản PP : phương pháp PPDH : phương pháp dạy học PPTC : phương pháp tích cực SBT : sách bài tập SGK : sách giáo khoa SL : số lượng THPT : trung học phổ thông TN : thực nghiệm Tp. HCM : thành phố Hồ Chí Minh MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Luật Giáo dục, điều 28.2, đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. Để thực hiện mục tiêu đó, đòi hỏi người GV phải đổi mới PPDH. GV trở thành người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt động học tập, đặc biệt phải chú trọng rèn luyện PP và phát huy năng lực tự học của HS. Muốn vậy, người GV phải có trình độ chuyên môn sâu, rộng, có khả năng tổ chức tài liệu tự học tốt cho HS, có trình độ sư phạm lành nghề. Trong chương trình SGK nâng cao, nội dung hóa phân tích được chú trọng xây dựng với nhiều nội dung kiến thức mở rộng, nâng cao. Mặt khác, nội dung hóa học phân tích là nội dung đòi hỏi độ chính xác cao, trong khi đó mức độ kiến thức hóa học THPT có hạn. Do vậy, việc dạy học có hiệu quả nội dung này còn nhiều hạn chế. Hiệu quả dạy học chỉ được nâng cao khi GV vận dụng linh hoạt các PP, phương tiện dạy học có hiệu quả, đặc biệt là các tư liệu trực quan, các PPDH tích cực…trong quá trình giảng dạy tại lớp. Chỉ khi thực hiện được những việc như vậy, GV mới có thể làm nhẹ nhàng kiến thức mà không làm giảm tính khoa học của nội dung; Từ đó kích thích niềm say mê học tập bộ môn của HS. Đồng thời, khuyến khích HS học tập phát huy năng lực tự học, tự nghiên cứu, tìm tòi, khám phá, vận dụng linh hoạt kiến thức vào các tình huống thực tế nhằm khắc sâu kiến thức. Từ những yêu cầu thực tế đó, chúng tôi mong muốn tạo ra được những tiền đề cần thiết để dạy học có hiệu quả các nội dung hóa học phân tích ở trường THPT. Đây chính là lí do mà chúng tôi nghiên cứu đề tài “NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”. 2. Mục đích nghiên cứu Nâng cao hiệu quả dạy học các nội dung về hóa học phân tích ở trường trung học phổ thông. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài. Xây dựng cơ sở lí luận của đề tài nghiên cứu. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Sự điện li” - lớp 11 nâng cao. Nhận xét một số bài tập trong SGK, SBT chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Thiết kế hệ thống bài tập bổ sung bài tập sách giáo khoa, sách bài tập. Thiết kế một số tài liệu trực quan hóa học bằng phần mềm flash và powerpoint. Thiết kế giáo án chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao trong đó có sử dụng các PPDH tích cực và bài tập hóa học để nâng cao hiệu quả dạy học. Thực nghiệm sư phạm. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Việc dạy học các nội dung chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học ở trường trung học phổ thông. 5. Phương pháp nghiên cứu Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài. Phân tích tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa. Điều tra thực trạng, thống kê, phân tích. Thực nghiệm sư phạm. Xử lí số liệu bằng thống kê toán học. 6. Phạm vi nghiên cứu Chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. 7. Giả thuyết khoa học Nếu đề tài được thành công sẽ nâng cao hiệu quả dạy học các nội dung hóa học phân tích ở trường THPT. 8. Điểm mới của đề tài Thiết kế một số tài liệu trực quan hỗ trợ việc dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Nhận xét một số bài tập sách giáo khoa, sách bài tập chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Xây dựng một số nguyên tắc xây dựng bài tập hóa học. Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống bài tập chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Thiết kế hệ thống bài tập bổ sung chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Thiết kế các giáo án điện tử có sử dụng các PPDH tích cực và bài tập đã xây dựng nhằm nâng cao hiệu quả dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Nâng cao hiệu quả dạy học ở trường THPT 1.1.1. Khái niệm Hiệu quả là gì? Theo [28], “Hiệu quả là kết quả như yêu cầu của việc làm mang lại”. Theo [31], “Hiệu quả là kết quả rõ rệt”. Như vậy, hiệu quả là một danh từ dùng để chỉ kết quả của một việc làm mang lại, kết quả này đạt được theo như yêu cầu, như mong muốn, như mục tiêu đã đặt ra của một người hoặc của tập thể đã thực hiện việc làm đó. Hiệu quả dạy học là gì? Theo [19], “Hiệu quả giáo dục” là kết quả do hoạt động giáo dục nói chung mang lại trên tất cả các mặt đức, trí, thể, mĩ cho đối tượng so với yêu cầu đặt ra trong những điều kiện xác định. Hiệu quả giáo dục của một cơ sở đào tạo, một đơn vị trường học cao hay thấp thể hiện bằng những chỉ số đạt được so với kế hoạch như về học lực (xuất sắc, giỏi, khá, yếu kém), về hạnh kiểm, về thể chất, về tỉ lệ lên lớp, lưu ban, tốt nghiệp. Vậy có thể hiểu khái niệm “Hiệu quả dạy học” là kết quả so với yêu cầu đặt ra trong những điều kiện xác định do hoạt động dạy học nói chung mang lại cho đối tượng. Kết quả ở đây là những tri thức khoa học nhân loại mà người học thu nhận được được nhiều, lưu giữ lâu, và vận dụng được vào thực tế cuộc sống. 1.1.2. Các nguyên tắc của việc dạy học có hiệu quả [21] Nguyên tắc 1: Gây hứng thú học cho HS và giảng giải rõ ràng GV cần làm cho nội dung giảng dạy trở nên hấp dẫn để kích thích hứng thú của HS, làm cho họ thích học. Khi đó họ sẵn sàng học tập, dù có vất vả. Nguyên tắc 2: Có ý thức tôn trọng HS và việc học của các em GV cần giúp cho người học cảm thấy là họ có thể làm chủ được nội dung của môn học, có thể thành công nhanh ở một số việc; GV cần thể hiện tinh thần bao dung, độ lượng trong sự giúp đỡ người học, hết sức tránh những thái độ làm cho họ mặc cảm. Nguyên tắc 3: Có sự đánh giá và sự phản hồi phù hợp đối với HS Cần cho HS biết sự đánh giá của GV về việc học cùng với những lời nhận xét, lời khuyên sát hợp với các em; Chất lượng của những quá trình đánh giá là một trong những nét đặc trưng của việc dạy tốt. Nguyên tắc 4: Chỉ ra mục tiêu rõ ràng và những thách thức trí tuệ Mục tiêu rõ ràng của quá trình dạy và học phải là: đạt hiệu quả vừa đối với cả GV, cả HS. Một sự thách thức trí tuệ trong dạy và học có hiệu quả là cách xử lí mối quan hệ giữa việc khuyến khích tự do tư duy và sự yêu cầu tuân thủ nguyên tắc trước hết về mặt nhận thức khoa học. 1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả dạy học [21] Hiệu quả dạy học không thể mang lại trong một tiết học, hay một thời gian ngắn, cũng không thể mang lại chỉ nhờ GV, hoặc chỉ nhờ HS, hoặc chỉ nhờ phương tiện thiết bị dạy học hiện đại…Mà để mang lại hiệu quả trong quá trình dạy học là một quá trình lâu dài, là sự kết hợp tổng hòa các yếu tố khác nhau như: Nội dung chương trình: Hiệu quả dạy học càng nâng cao khi HS được tạo điều kiện cho hoạt động tích cực càng nhiều. HS chủ động tham gia vào các hoạt động học tập mà GV thiết kế để lĩnh hội những kiến thức cần có. Thế nhưng điều này không thể thực hiện được nếu như cả GV và HS bị áp lực về thời gian và khối lượng kiến thức cần nhớ và tái hiện nhiều hơn là vận dụng. Phương pháp dạy học: Phương pháp dạy học của người GV quyết định đến chất lượng bài lên lớp, ảnh hưởng lớn đến thái độ học tập của HS. Dù người GV có chuẩn bị nội dung bài rất phong phú nhưng chỉ truyền đạt thông qua thuyết trình thì không thể mang lại hiệu quả cao. Đó chỉ là bài diễn thuyết khô khan, không có sức cuốn hút. Do vậy, GV cần có sự phối hợp các PPDH khác nhau, các hình thức dạy học khác nhau, đặc biệt là các PPDH tích cực làm sao để có thể tăng cường cho HS hoạt động, đem lại say mê, hứng thú học tập cho HS. Giáo viên: Có vai trò quan trọng nhất! GV cần có những kiến thức tổng quát về mọi mặt như được đào tạo chu đáo để thích ứng với những nhiệm vụ đa dạng phức tạp, vừa có trình độ chuyên môn sâu, trình độ sư phạm lành nghề. Và có tư tưởng tiến bộ: ham học hỏi, ứng dụng cái mới và biết định hướng sự phát triển của HS theo mục tiêu giáo dục nhưng cũng đảm bảo sự tự do cho HS trong hoạt động nhận thức. Học sinh: Học sinh đóng vai trò chủ động trong hoạt động nhận thức trong môi trường học tập mới. Do đó, HS cần có những phẩm chất năng lực thích ứng môi trường học tập mới như nhận thức được mục đích, động cơ học tập và có ý thức trách nhiệm với bản thân cũng như tập thể lớp, tự giác, có tinh thần tự học, cầu tiến, say mê học tập. Cơ sở vật chất: Một bài giảng dù được chuẩn bị chu đáo nhưng CSVC không đáp ứng được thì hiệu quả cũng không được như mong muốn. Chẳng hạn, để ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học, nhưng lại không trang bị các phòng chức năng, trang bị hệ thống máy móc thiết bị hỗ trợ. 1.1.4. Sử dụng phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả dạy học môn hóa học ở trường trung học phổ thông [3], [4], [5], [6], [8], [10], [26], [29], [30], [39] 1.1.4.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học a) Đổi mới phương pháp dạy học là gì? Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hóa đất nước (2000-2020), sự thách thức trước nguy cơ tụt hậu trên đường tiến vào thế kỉ XXI bằng sự cạnh tranh trí tuệ đang đòi hỏi đổi mới giáo dục, trong đó có sự đổi mới căn bản về phương pháp dạy và học. Định hướng đổi mới PP dạy và học đã được xác định trong Nghị quyết Trung ương 4 khoá VII (1/1993), Nghị quyết Trung ương 2 khoá VIII (12/1996), được thể chế hoá trong Luật Giáo dục (12/1998), được cụ thể hoá trong các Chỉ thị của Bộ Giáo dục – Đào tạo, đặc biệt Chỉ thị số 15 (4/1999). Luật Giáo dục, điều 24.2, đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. b) Định hướng đổi mới phương pháp dạy học Cốt lõi của đổi mới PPDH là hướng tới hoạt động học tập tích cực, chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động: Đổi mới nội dung và hình thức hoạt động của GV và HS, đổi mới HTTC dạy học, đổi mới hình thức tương tác xã hội trong dạy học định hướng. Bám sát mục tiêu giáo dục phổ thông. Phù hợp với nội dung dạy học cụ thể. Phù hợp với đặc điểm lứa tuổi HS. Phù hợp với CSVC, các điều kiện dạy học của nhà trường. Phù hợp với việc đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả dạy - học. Kết hợp giữa việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có hiệu quả các PPDH tiên tiến, hiện đại với việc khai thác những yếu tố tích cực của các PPDH truyền thống. Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học, thiết bị dạy học và đặc biệt lưu ý đến những ứng dụng của công nghệ thông tin. c) Một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của người học. Chuyển trọng tâm hoạt động từ GV sang HS. Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi, khám phá. Cá thể hóa việc dạy học. Sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học, đặc biệt là tin học và công nghệ thông tin vào dạy học. Tăng cường khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống. Chuyển từ lối học nặng về tiêu hóa kiến thức sang lối học coi trọng việc vận dụng kiến thức. Cải tiến việc kiểm tra và đánh giá kiến thức. Phục vụ ngày càng tốt hơn hoạt động tự học và phương châm tự học suốt đời. Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao (theo sự phát triển của HS, theo cấp học, bậc học). 1.1.4.2. Các phương pháp dạy học tích cực a) Phương pháp tích cực là gì? Phương pháp tích cực là một thuật ngữ rút gọn, được dùng ở nhiều nước, để chỉ những phương pháp giáo dục/dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học. Tích cực trong phương pháp tích cực được dùng với nghĩa là hoạt động, chủ động trái nghĩa với không hoạt động, thụ động chứ không dùng theo nghĩa trái với nó là tiêu cực. Phương pháp tích cực hướng tới việc hoạt động hóa, tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học, nghĩa là tập trung vào phát huy tính tích cực của người học chứ không phải là tập trung vào phát huy tính tích cực của người dạy. b) Những dấu hiệu đặc trưng của các phương pháp tích cực Có thể nêu 4 dấu hiệu đặc trưng cơ bản: Dạy học tăng cường phát huy tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo thông qua tổ chức các hoạt động học tập của HS. Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp và phát huy năng lực tự học. Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác. Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò. c) Một số PPDH, HTTC dạy học tích cực ở trường phổ thông Thực hiện dạy và học tích cực không có nghĩa là gạt bỏ các PPDH truyền thống. Trong hệ thống các PPDH truyền thống cũng đã có nhiều PPTC. Về mặt hoạt động nhận thức, thì PP thực hành là “tích cực” hơn PP trực quan, PP trực quan thì “sinh động” hơn PP thuyết trình. o Phương pháp thuyết trình Trong các PPDH cơ bản thì PP thuyết trình được coi là PP ít tích cực nhất. Tuy nhiên, PP thuyết trình vẫn có giá trị của nó. Để phát huy tính tích cực của PP, người GV nên dùng kiểu thuyết trình Ơrixtic hơn là kiểu thông báo - tái hiện. o Phương pháp trực quan Với những vấn đề trừu tượng, khó hiểu thì việc sử dụng PP trực quan rất có hiệu quả: giúp HS dễ hiểu và nhớ lâu hơn. Thí nghiệm hóa học Trong các phương tiện trực quan được sử dụng trong dạy học hóa học thì thí nghiệm hóa học là phương tiện trực quan quan trọng nhất. Thí nghiệm thường được sử dụng với hai mục đích: dùng theo PP minh họa, chứng minh; hoặc dùng theo PP nghiên cứu. Như vậy, sử dụng thí nghiệm theo PP nghiên cứu thì mang tính tích cực hơn theo PP minh họa. Mô phỏng trong dạy học hóa học Sử dụng các mô phỏng khi: Không có thiết bị tiến hành thí nghiệm. Mô phỏng các nội dung lý thuyết, gắn liền với các tình huống thực tế. Các hoạt động ở tầm vĩ mô, hoặc nguy hiểm, hoặc chuẩn bị tốn thời gian, xảy ra quá nhanh hoặc quá chậm, khó theo dõi; hoặc cần rất nhiều mẫu khác nhau để minh họa. o Phương pháp nghiên cứu Bản thân PP nghiên cứu đã là một PPDH tích cực rồi. Vấn đề là GV cần có sự sáng tạo để sử dụng PP này vào những nội dung dạy học phù hợp. o Bài tập hóa học Tác dụng của bài tập hóa học: Giúp HS hiểu được một cách chính xác các khái niệm hoá học, nắm được bản chất của từng khái niệm đã học. Giúp HS có điều kiện để rèn luyện, củng cố và khắc sâu các kiến thức hoá học cơ bản, hiểu được mối quan hệ giữa các nội dung kiến thức cơ bản. Góp phần hình thành được những kĩ năng, kĩ xảo cần thiết về bộ môn hoá học ở HS, giúp sử dụng ngôn ngữ hoá học đúng, chuẩn xác. Tạo điều kiện để tư duy phát triển. Mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động, phong phú và không làm nặng nề kiến thức của HS. Có khả năng để gắn kết các nội dung học tập ở trường với thực tiễn đa dạng, phong phú của đời sống xã hội hoặc trong sản xuất hoá học. Tác dụng đức dục. Như vậy, bài tập hóa học cung cấp cho HS cả kiến thức, cả con đường giành lấy kiến thức, cả niềm vui sướng của sự phát hiện ra kiến thức. Bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là PPDH hiệu nghiệm. Bản thân bài tập hóa học đã là một PPDH tích cực, song tính tích cực này sẽ được nâng cao hơn khi được sử dụng như là nguồn kiến thức để HS tìm tòi hơn là dùng để tái hiện kiến thức. o Dạy học vấn đáp, đàm thoại o Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề o Dạy học hợp tác trong nhóm nhỏ o Dạy học Grap o Algorit dạy học o Sử dụng trò chơi 1.2. Nội dung hóa học phân tích trong chương trình hóa học THPT 1.2.1. Quan điểm phát triển chương trình THPT nâng cao môn hóa học [25] Để biên soạn bộ SGK chương trình THPT nâng cao môn hóa học cần phải có sự lựa chọn nội dung, PP sao cho phù hợp với quan điểm phát triển của chương trình nâng cao a) Đảm bảo thực hiện mục tiêu của bộ môn hóa học ở trường phổ thông b) Đảm bảo tính phổ thông có nâng cao, gắn với thực tiễn trên cơ sở hệ thống tri thức của khoa học hóa học hiện đại Hệ thống tri thức THPT nâng cao về hóa học được lựa chọn bảo đảm: Kiến thức, kĩ năng hóa học phổ thông, cơ bản, tương đối hiện đại và hoàn thiện hơn chương trình chuẩn. Tính chính xác của khoa học hóa học. Sự cập nhật với những thông tin của khoa học hóa học hiện đại về nội dung và PP. Nội dung hóa học gắn liền với thực tiễn đời sống, sản xuất. Nội dung hóa học được cấu trúc có hệ thống theo mạch kiến thức và kĩ năng. c) Đảm bảo tính đặc thù của bộ môn hóa học Nội dung thực hành và thí nghiệm hóa học được coi trọng. Tính chất hóa học của các chất được chú ý xây dựng trên cơ sở nội dung lí thuyết cơ sở hóa học chung tương đối hiện đại và được kiểm nghiệm dựa trên cơ sở thực nghiệm hóa học, có lập luận khoa học. d) Đảm bảo định hướng đổi mới PPDH hóa học theo hướng dạy và học tích cực và đặc thù của bộ môn hóa học Hệ thống nội dung hóa học THPT nâng cao được tổ chức sắp xếp, sao cho: GV thiết kế, tổ chức để HS tự giác, tích cực, tự lực hoạt động xây dựng kiến thức và hình thành kĩ năng mới, vận dụng để giải quyết một số vấn đề thực tiễn được mô phỏng trong các bài tập hóa học. Khuyến khích GV, HS sử dụng thiết bị dạy học, trong đó có ứng dụng công nghệ thông tin. e) Đảm bảo định hướng về đổi mới đánh giá kết quả học tập hóa học của HS Hệ thống câu hỏi và bài tập hóa học đa dạng, kết hợp trắc nghiệm khách quan và tự luận, lí thuyết và thực nghiệm hóa học nhằm đánh giá kiến thức, kĩ năng hóa học của HS ở 3 mức độ biết, hiểu, vận dụng phù hợp với nội dung và PP. Đánh giá năng lực tư duy logic, hoạt động sáng tạo của HS qua một số nhiệm vụ cụ thể. f) Đảm bảo kế thừa những thành tựu của giáo dục hóa học trong nước và thế giới g) Đảm bảo tính phân hóa trong chương trình hóa học phổ thông Chương trình THPT nâng cao môn hóa học nhằm đáp ứng nguyện vọng của một số HS có năng lực về khoa học tự nhiên. 1.2.2. Vị trí các nội dung hóa phân tích trong chương trình THPT [32], [33], [34], [35] Các phản ứng hóa học hầu hết được nghiên cứu trong dung môi nước, nên nội dung hóa phân tích được đề cập ở các bài về chất cụ thể trong sách chương trình SGK lớp 10, 11, 12. Trong đó nội dung đóng vai trò là lí thuyết chủ đạo- lí thuyết cân bằng ion trong dung dịch được xây dựng ở chương 1 “Sự điện li” lớp 11 nâng cao, chương 5 “Đại cương về kim loại” lớp 12 nâng cao. Còn nội dung phân tích hóa học định tính, định lượng được xây dựng trong chương 8 “ Phân biệt một số chất vô cơ. Chuẩn độ dung dịch” lớp 12 nâng cao. Bảng 1.1. Tổng hợp các bài học có nội dung hóa phân tích ở trường THPT Bài tập TT Tên bài Nội dung lý thuyết SGK SBT CHƯƠNG 1 SỰ ĐIỆN LI – LỚP 11 nâng cao 1 SỰ ĐIỆN LI I. Hiện tượng điện li II. Cơ chế quá trình điện li 7 8 2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT ĐIỆN LI I. Độ điện li II. Chất điện li mạnh và chất điện li yếu 7 6 3 AXIT, BAZƠ, MUỐI I. Axit và bazơ theo thuyết A-rê-ni-ut II. Khái niệm về axit và bazơ theo thuyết Bron-stêt III. Hằng số phân li axit và bazơ IV. Muối 10 9 4 SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT-BAZƠ I. Nước là chất điện li rất yếu II. Khái niệm về pH. Chất chỉ thị axit-bazơ 10 7 5 LUYỆN TẬP AXIT, BAZƠ, MUỐI 10 6 6 PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI I. Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li II. Phản ứng thủy phân của muối 11 10 7 LUYỆN TẬP: PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI 10 6 CHƯƠNG 5 ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI lớp 12 nâng cao 20 DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI I. Khái niệm về cặp oxi hóa - khử của kim loại II. Pin điện hóa III. Thế điện cực chuẩn của kim loại IV. Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại V. Ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn của kim loại 8 17 22 SỰ ĐIỆN PHÂN I. Khái niệm II. Sự điện phân các chất điện li III. Ứng dụng của sự điện phân 6 7 CHƯƠNG 8 PHÂN BIỆT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ. CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH lớp 12 nâng cao 48 NHẬN BIẾT MỘT SỐ CATION TRONG DUNG DỊCH I. Nguyên tắc nhận biết một ion trong dung dịch II. Nhận biết các cation Na+ và NH4+ III. Nhận biết cation Ba2+ IV. Nhận biết các cation Al3+, Cr3+ V. Nhận biết các cation Fe2+, Fe3+, Cu2+, Ni2+ 5 8 49 NHẬN BIẾT MỘT SỐ ANION TRONG DUNG DỊCH 1. Nhận biết anion 3NO  2. Nhận biết anion 2 4S O  3. Nhận biết anion Cl- 4. Nhận biết anion 2 3C O  4 8 50 NHẬN BIẾT MỘT SÔ CHẤT KHÍ I. Nguyên tắc chung để nhận biết II. Nhận biết một số chất khí 4 8 51 CHUẨN ĐỘ AXIT-BAZƠ I. Phương pháp phân tích chuẩn độ II. Chuẩn độ axit – bazơ 3 7 52 CHUẨN ĐỘ OXI HÓA – KHỬ BẰNG PP PEMANGANAT 3 8 53 LUYỆN TẬP: NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ 3 10 1.2.3. Một số nhận xét về các nội dung hóa phân tích trong chương trình THPT Ở chương trình lớp 10: Tinh thần hóa học phân tích được phản ánh qua việc học tính chất hóa học chung của một axit: HCl, H2SO4…, biết cách nhận biết một số hợp chất có chứa những gốc axit quen thuộc: Cl-, SO42-… Ở mức độ kiến thức về hóa học của HS còn ít, hóa học phân tích được phản ánh qua những bài tập nhất biết nhỏ. Ở chương trình lớp 11 và 12: Lí thuyết cân bằng ion được phân bố ở chương đầu SGK lớp 11 “Sự điện li” và chương 5 SGK lớp 12 “Đại cương về kim loại” với vai trò lí thuyết chủ đạo. Nội dung lí thuyết chủ đạo nhằm trang bị cho HS cơ sở lí thuyết làm điểm tựa cho việc nghiên cứu các nhóm nguyên tố và các loại hợp chất. HS chủ yếu nghiên cứu về sự điện li các chất trong dung dịch với dung môi là nước, cân bằng axit – bazơ – muối, cân bằng oxi hóa - khử. Còn cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan, cân bằng tạo phức trong dung dịch có nhắc đến nhưng không sâu. Điều này giúp HS hiểu được bản chất của phản ứng trong dung môi nước. Mục tiêu đạt được khi HS được học về Lí thuyết cân bằng ion trong chương trình THPT: Ở chương trình lớp 11, chương “Sự điện li” đã trang bị những kiến thức lý thuyết tổng quát nhất, cơ bản nhất về chất điện li, sự phân li của axit, bazơ và muối trong dung dịch; hằng số axit, hằng số bazơ được đưa ra ở những phần thích hợp, giúp HS hiểu và giải thích bản chất các chất, dự đoán định tính chiều hướng của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. Từ đó vận dụng nghiên cứu bản chất phản ứng trong dung dịch của các hợp chất của nhóm Nitơ, nhóm Cacbon – Silic một cách sâu sắc hơn, đi vào bản chất hơn; vận dụng để nhận biết các chất trong dịch bằng nhiều cách. Ở chương trình lớp 12, Chương 5 “Đại cương kim loại”, chủ yếu là bài “Dãy điện hóa của kim loại”, cung cấp những kiến thức mới, chính xác, khoa học giúp HS đánh giá định lượng chiều hướng phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong dung dịch ở trường hợp đơn giản, cơ bản hay gặp, bỏ qua những quá trình phụ. Điều này giúp HS có được những cơ sở lí thuyết và thực nghiệm vững chắc khi vận dụng vào nghiên cứu về các nhóm kim loại ở các chương tiếp theo. Ở chương 8 “Phân biệt một số chất vô cơ – Chuẩn độ dung dịch”. Trong đó, nội dung phân biệt một số hợp chất vô cơ thực chất là phân tích định tính một số cation, anion vô cơ thường gặp nhất trong dung dịch chỉ chứa cation hoặc anion ấy trong dung dịch chứa một hỗn hợp ion rất đơn giản; nhận biết một số khí vô cơ thường gặp nhất. Trong nội dung này nói chung không có các kiến thức và các phản ứng mới. Còn nội dung chuẩn độ dung dịch là sự mở đầu một PP định lương các chất trong dung dịch –Phân tích thể tích dùng để xác định nồng độ của các dung dịch. Đây là nội dung kiến thức mới đối với HS. 1.3. Thực trạng dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 THPT 1.3.1. Mục đích điều tra Về phía giáo viên Đánh giá thực trạng dạy học chương “Sự điện li” có những thuận lợi và khó khăn gì? Để tăng hiệu quả dạy học, GV đã sáng tạo như thế nào? Đánh giá thực trạng xây dựng, sử dụng bài tập của GV nhằm hỗ trợ HS phát huy tính tích cực, tự học của HS. Đánh giá thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin cũng như việc sử dụng linh hoạt các tài liệu trực quan hỗ trợ làm phong phú bài giảng. Về phía học sinh Đánh giá của HS về hiệu quả học tập nội dung hóa học trong chương “Sự điện li” ở trường phổ thông. Đánh giá mức độ say mê học tập nội dung thông qua những bài giảng của GV. Đánh giá nhận thức của các em về tầm quan trọng của tự học. 1.3.2. Đối tượng điều tra Giáo viên Được sự giúp đỡ của các bạn GV, anh chị học viên cao học hóa khóa 17, 19, chúng tôi đã tiến hành phát phiếu điều tra GV một số trường ở Tp. HCM (18 trường THPT, 30 GV) và một số trường ở địa bàn tỉnh (8 trường THPT, 8 GV) với số năm giảng dạy trung bình: 6 năm (Phụ lục 1). Học sinh Được sự giúp đỡ của các anh chị GV, và một số HS, chúng tôi đã phát phiếu điều tra 229 em HS khối 11 (năm học 2008- 2009) ở 6 trường THPT tại Tp. HCM. Bảng 1. 2. Danh sách các trường có học sinh được điều tra thực trạng STT Tên trường – lớp SL học sinh 1 THPT Lương Thế Vinh 23 2 THPT Nguyễn Thị Diệu 56 3 THPT Ngô Gia Tự 46 4 THPT Trưng Vương 23 5 THPT Thai-Lơ-man 20 6 THPT Dân lập An Đông 61 1.3.3. Tiến hành điều tra Phát phiếu điều tra, hướng dẫn đánh vào các phiếu điều tra. Trò chuyện. Thu phiếu điều tra, xử lí kết quả. 1.3.4. Kết quả điều tra 1.3.4.1. Kết quả điều tra giáo viên Câu 1: Nhận xét của quý thầy cô về nội dung hóa học phân tích được xây dựng trong chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Bảng 1.3. Nội dung hóa phân tích trong chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Không biết Không đồng ý Đồng ý T T Nhận xét SL % SL % SL % 1 Chương “Sự điện li”-lớp 11 rất quan trọng, là lý thuyết chủ đạo để học tập tốt nội dung hóa học phân tích. 5 13,0 0 0 33 87 2 So với SGK cải cách, ở SGK nâng cao, chương điện li có các khái niệm chính xác, mới, logic hơn. 2 5,5 6 16 30 79 3 Bài axit – bazơ có thêm một số nội dung mới khó hơn như hằng số phân li axit, việc đưa vào gây nặng nề kiến thức. 4 11,0 6 16 28 73 Trong chương điện li, loại số lượng bài tập: - Nhiều, đủ cho HS luyện tập. 4 - Các dạng bài phong phú, kích thích hứng thú học tập của HS. 3 8,0 28 73 7 19 Nhận xét: Hầu hết các GV đều thấy được: Tầm quan trọng của nội dung hóa phân tích ở trường THPT đặc biệt là chương “Sự điện li” – là lí thuyết chủ đạo để nghiên cứu bản chất phản ứng xảy ra trong dung dịch dung môi nước. Nội dung hóa học phân tích được nghiên cứu ở chương trình SGK đổi mới – chương trình nâng cao có nhiều nội dung được trình bày chính xác, logic hơn, một số nội dung mới, khó làm nặng nề kiến thức. Theo chúng tôi, chính những nhận thức như vậy của GV sẽ là động lực để GV tìm những biện pháp khác nhau để giảng dạy sao cho hiệu quả mà không làm nặng nề kiến thức. Về phần bài tập, GV cho rằng số lượng bài tập ở SGK, SBT là chưa nhiều chưa phong phú. Do vậy trong quá trình giảng dạy, BT cần biên soạn thêm cho HS rèn luyện kĩ năng, hiểu được bài sâu sắc hơn. Một bộ phận GV trả lời là “không biết”, theo chúng tôi tìm hiểu thì bộ phận GV này trả lời lí do “không biết” là mình không dạy chương trình nâng cao nên không nghiên cứu. Thiết nghĩ, bộ phận GV này chưa quan tâm đến đổi mới giáo dục, đổi mới chương trình bộ môn. Câu 2: Những khó khăn mà quý thầy cô gặp phải khi dạy chương “Sự điện li”. Bảng 1.4. Những khó khăn khi dạy chương “Sự điện li” Không biết Không đồng ý Đồng ý T T Nhận xét SL % SL % SL % 1 Nhiều kiến thức trừu tượng, HS khó nhớ bài. 0 0 11 29 27 71 2 Nội dung kiến thức nhiều, mới mà quỹ thời gian hạn chế không thể truyền tải hết đến HS. 0 0 4 11 34 89 3 CSVC còn thiếu thốn không có điều kiện để thực hiện các thí nghiệm chứng minh, thí nghiệm HS nghiên cứu. 0 0 10 26 28 74 Nhận xét: Hầu hết các GV khi dạy chương “Sự điện li” đều gặp khó khăn là kiến thức trừu tượng nên HS khó nhớ bài, quỹ thời gian hạn chế mà nội dung kiến thức lại nhiều, cơ sơ vật chất lại thiếu thốn. Một bộ phận GV lại không gặp khó khăn như vậy. Theo tìm hiểu, bộ phận GV này cho biết là do họ đã linh động thay đổi PPDH, mã hóa kiến thức, tận dụng những CSVC sẵn có để có thể giúp HS hiểu bài tốt hơn. Câu 3: Để tăng hiệu quả dạy học, thầy cô đã sử dụng các biện pháp nào?. Bảng 1.5. Các biện pháp được sử dụng tăng hiệu quả dạy học Không sử dụng Thỉnh thoảng Thường xuyên T T Biện pháp SL % SL % SL % 1 Chỉ thuyết trình. 3 8 28 74 7 18 2 Đàm thoại . 6 16 14 37 18 47 3 Graph dạy học. 21 56 10 26 7 18 4 Algorit dạy học. 23 61 14 37 1 2 5 Tranh ảnh, bảng biểu. 23 61 13 34 2 5 6 Thí nghiệm biểu diễn, nghiên cứu. 3 8 29 76 6 16 7 Thí nghiệm thực hành. 3 5 31 82 4 11 8 Hoạt động nhóm. 19 50 16 42 3 8 9 Dạy học nêu vấn đề. 18 47 20 53 0 0 10 Mô hình thí nghiệm, hình vẽ tự thiết kế. 5 13 27 71 6 16 11 Phim thí nghiệm. 4 11 34 90 0 0 12 Thông tin thêm lấy từ mạng Internet. 4 11 24 63 10 27 13 Bài tập SGK, SBT. 0 0 11 29 27 71 14 Sưu tầm, xây dựng thêm bài tập mới rồi yêu cầu làm thêm ở nhà. 0 0 13 34 25 66 Nhận xét: Hầu hết các GV đều sử dụng các PP – phương tiện dạy học tích cực để tăng hiệu quả dạy học nhưng chủ yếu ở mức độ thỉnh thoảng do GV bị áp lực về quỹ thời gian hạn chế mà nội dung kiến thức lại nhiều. Trong các biện pháp đã sử dụng, GV sử dụng thường xuyên nhất lại là bài tập và phương pháp đàm thoại. Theo các GV, PP đàm thoại và bài tập là hai PP rất linh hoạt dễ sử dụng, ít phụ thuộc vào điều kiện cơ sử vật chất, việc chuẩn bị ít tốn thời gian, chủ động cho từng đối tượng HS. Mặt khác lại giúp HS khắc sâu kiến thức vừa rèn được kĩ năng giải bài tập, phát triển tư duy của các em. Câu 4: Khi dạy giáo án điện tử, nếu cần dùng (chèn) các tài liệu trực quan để minh họa thì thầy cô lấy ở đâu? Bảng 1.6. Nguồn tài liệu trực quan GV sử dụng Không sử dụng Thỉnh thoảng Thường xuyên T T Nguồn tài liệu SL % SL % SL % 1 Tự làm thí nghiệm biểu diễn kết hợp trong quá trình trình chiếu. 5 13 27 71 6 16 2 Tự thiết kế bằng phần mềm Powerpoint. 5 13 25 66 8 21 3 Tự thiết kế bằng các phần mềm khác. 23 60 11 29 4 11 4 Tìm kiếm trên mạng Internet. 10 26 23 60 5 14 5 Lấy từ các đĩa có sẵn. 6 16 26 68 6 16 Nhận xét: Kết quả điều tra cho thấy hầu hết GV sử dụng giáo án điện tử chủ yếu là để trình chiếu bài giảng, chứ chưa thực sự khai thác những ứng dụng của các phần mềm trình diễn để mô phỏng, làm sinh động bài giảng, kích thích hứng thú học tập của HS. Câu 5: Để xây dựng thêm BT cho HS, theo quý thầy cô, chúng ta cần những nguyên tắc nào? Bảng 1.7. Một số nguyên tắc xây dựng BT Không cần thiết Cần thiết Rất cần thiết T T Nguyên tắc SL % SL % SL % 1 Bám sát mục tiêu, nội dung kiến thức, mức độ từng nội dung cần đạt được khi truyền thụ kiến thức cho HS. 2 5 20 53 16 42 2 Nội dung BT cần đảm bảo tính chính xác, khoa học. Chú ý đến ôn luyện cho HS các kiến thức hóa học cơ bản, không nặng về kiến thức toán học. 3 8 19 50 16 42 3 Có tỉ lệ hợp lí giữa BT kiểm tra trí nhớ và BT phát huy tính sáng tạo. 7 18 20 53 11 29 4 Hệ thống BT cần được thiết kế từ dễ đến khó, từ cơ bản 2 5 24 63 12 32 đến nâng cao. 5 Dữ kiện bài toán cần được tính toán cẩn thận sao cho phù hợp cả về mặt toán học và đúng bản chất hiện tượng hóa học. 0 0 15 39 23 61 6 BT cần vừa sức với HS, có đủ các dạng cho các đối tượng HS: giỏi, khá, trung bình, yếu. 0 0 17 45 21 55 7 Có những BT kích thích hứng thú học tập của HS. 4 11 24 63 10 26 8 Từ ngữ sử dụng cần trau chuốt, chính xác, khoa học, trong sáng, đơn giản. 0 0 11 29 27 71 9 Những nguyên tắc khác. 0 Nhận xét: Trước khi thiết kế bài tập bổ sung cho chương “Sự điện li”, chúng tôi đã xây dựng được một số nguyên tắc cần chú ý khi biên soạn. Sau khi xây dựng, chúng tôi đã tham khảo ý kiến của các GV. Theo kết quả thu được, các GV đã rất quan tâm đến các nguyên tắc cần chú ý khi biên soạn bài tập hóa học và rất đồng tình với một số nguyên tắc mà chúng tôi đã xây dựng. 1.3.4.2. Kết quả điều tra học sinh Câu 1: Khi học chương “Sự điện li”, em gặp những khó khăn gì? Bảng 1.8. Những khó khăn khi học chương “Sự điện li” Không biết Không đồng ý Đồng ý T T Nhận xét SL % SL % SL % 1 Nhiều kiến thức trừu tượng, khó nhớ bài. 0 0 67 29 162 71 2 Nội dung kiến thức nhiều, mới, khó mà quỹ thời gian hạn chế nên không thể hiểu sâu sắc kiến thức. 27 11 84 37 118 52 3 Nhiều dạng bài tập mới nhưng số lượng còn ít nên chưa rèn được kĩ năng giải bài tập. 49 21 77 34 103 45 4 Kiến thức trừu tượng cần phải được mã hóa bằng hình ảnh, hoặc các bảng tổng kết, so sánh để có thể khắc sâu. 21 9 46 20 162 71 Nhận xét: Kết quả điều tra cho thấy, đa số HS cảm thấy lo lắng khi học chương “Sự điện li” bởi những khó khăn đã nêu. Vì vậy, GV cần cố gắng đổi mới, thực hiện đa dạng các PPDH tích cực giúp HS tích cực hoạt động để thu được kiến thức sâu, rộng mà không cảm thấy nặng nề. Một số HS cảm thấy không gặp nhiều khó khăn. Vì hầu hết các em là HS khá giỏi, có ý thức tự học tốt. Điều này khẳng định thêm vai trò to lớn của tự học đến hiệu quả học tập của các em. GV cần hướng dẫn các em cách học, PP tự học. Phần ít các em không biết mình đã thu nhận kiến thức như thế nào nên không biết có gặp những khó khăn gì hay không. Các em không ý thức được tầm quan trọng của việc học. GV cần quan tâm, giúp đỡ để các em ý thức được động cơ của việc học, yêu thích bộ môn. Câu 2: Để giờ học sinh động, các em tiếp thu bài tốt hơn, thầy cô bộ môn hoá thường sử dụng các biện pháp nào? Bảng 1.9. Nhận định của HS về các biện pháp GV sử dụng Không sử dụng Thỉnh thoảng Thường xuyên T T Biện pháp SL % SL % SL % 1 Chỉ thuyết trình. 57 25 72 31 100 44 2 Đàm thoại. 61 29 115 50 48 21 3 Graph dạy học. 103 45 76 33 50 23 4 Algorit dạy học . 48 21 131 57 50 22 5 Tranh ảnh, bảng biểu. 88 38 106 46 35 16 6 Thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm nghiên cứu. 78 34 124 54 27 12 7 Thí nghiệm thực hành. 67 29 139 61 23 10 8 Hoạt động nhóm. 71 31 121 53 37 16 9 Dạy học nêu vấn đề. 123 64 87 38 19 8 10 Mô hình thí nghiệm, hình vẽ tự thiết kế. 135 59 84 37 10 4 11 Phim thí nghiệm. 142 62 57 25 30 23 12 Thông tin thêm lấy từ mạng Internet. 126 55 80 35 23 10 13 Bài tập SGK, SBT. 22 10 37 16 170 74 14 Sưu tầm, xây dựng thêm bài tập mới rồi yêu cầu làm thêm ở nhà. 50 22 66 29 113 49 Nhận xét: Phần lớn HS cho rằng GV ở trường ít chú ý sử dụng các PPDH tích cực để tăng hiệu quả dạy học. Tỉ lệ không sử dụng và thỉnh thoảng sử dụng khá gần bằng nhau, như thế mức độ không sử dụng là cao. PPTC mà thầy cô các em sử dụng ở mức độ thường xuyên là thuyết trình và bài tập SGK, SBT. Qua kết quả này, chúng tôi thấy, HS ý thức được mức độ hiệu quả của bài học mà GV mang lại. Và bản thân các em mong muốn mình có thêm nhiều giờ học tích cực hơn, hứng thú hơn. Câu 3: Theo em, các tài liệu trực quan (ví dụ: tranh ảnh, hình vẽ, thí nghiệm, phim…) mà thầy cô sử dụng có tác dụng gì? Bảng 1.10. Tác dụng của tài liệu trực quan Không đồng ý Đồng ý một phần Đồng ý TT Nhận xét SL % SL % SL % 1 Những kiến thức mới trừu tượng trở nên dễ hiểu hơn. 16 7 101 44 112 49 2 Giúp em hiểu bài sâu sắc hơn. 8 4 83 36 138 60 3 Không khí lớp học sôi động hơn. 16 7 41 18 172 75 4 Cảm thấy hứng thú học tập hơn. 10 4 61 27 158 69 5 Rèn kĩ năng quan sát, giải thích hiện tượng. 14 6 59 26 156 68 6 Cảm thấy tin tưởng vào lí thuyết hơn. 27 11 102 45 100 44 Nhận xét: Đa số HS đều hứng khởi với những điều được mô tả trực quan. Các em cho rằng, nếu GV đưa ra những hình ảnh cụ thể thì các em sẽ khắc sâu hơn, nhớ lâu hơn, thấy được điều mà GV nói, sách viết là đúng và các em cảm thấy tin tưởng hơn. Do vậy chúng tôi thấy được PP trực quan mang lại hiệu quả học tập tích cực. Đây cũng là điều mà chúng tôi cố gắng thực hiện trong đề tài. Câu 4: So với giờ học bình thường, giờ học có bài trình diễn PowerPoint có mang lại hiệu quả cao hơn không? Bảng 1.11. Hiệu quả của giờ học giáo án PowerPoint Lựa chọn Không tăng Tăng không nhiều Tăng nhiều SL 25 100 104 % 11 44 45 Nhận xét: Theo kết quả điều tra, tỉ lệ hiệu quả giáo án điện tử mang lại là tăng nhiều và tăng không nhiều là như nhau. Đây là dấu hiệu khả quan. Vì dù sao khi ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học thì hiệu quả có tăng so với không ứng dụng. Điều quan trọng là phải làm sao để tăng nhiều. Hiện nay, theo xu hướng đổi mới, đội ngũ GV đã dần được nâng cao trình độ tin học, CSVC ở các trường THPT dần được trang bị tốt nên GV có thể thực hiện được điều này. Câu 5: Theo em, tự học có vai trò quan trong như thế nào đến hiệu quả học tập? Bảng 1.12. Vai trò của tự học Lựa chọn Không quan trọng Bình thường Quan trọng Rất quan trọng SL 5 25 135 14 % 24 11 59 6 Câu 6: Theo em, việc làm nhiều bài tập thêm ở nhà có tác dụng gì? Bảng 1.13. Tác dụng của việc làm BT ở nhà Không đồng ý Đồng ý một phần Đồng ý T T Nhận xét SL % SL % SL % 1 Rèn luyện, củng cố và khắc sâu các kiến thức cơ bản, hiểu được mối quan hệ giữa các nội dung kiến thức. 11 6 61 27 157 67 2 Giúp em hiểu bài sâu sắc hơn. 12 5 84 37 133 58 3 Rèn luyện năng lực tư duy 23 12 74 32 132 58 4 Cảm thấy hứng thú học tập hơn. 36 16 113 49 80 35 5 Rèn kĩ năng vận dụng kiến thức vào tình huống thực tế. 39 17 124 54 66 29 6 Cảm thấy tin tưởng vào lí thuyết hơn. 46 20 117 51 66 29 Câu 7: Em có thường xuyên làm bài tập về nhà? Bảng 1.14. Mức độ làm BT ở nhà Lựa chọn Không làm Thỉnh thoảng Chỉ khi nào được yêu cầu Rất thường xuyên SL 0 65 129 35 % 0 28 52 158 Câu 8: Nguồn bài tập làm thêm ở nhà, em có được ở đâu? Bảng 1.15. Mức độ làm BT từ các nguồn khác nhau Không có Thỉnh thoảng Thường xuyên T T Nguồn bài tập làm thêm ở nhà SL % SL % SL % 1 SGK. 40 17 119 52 70 31 2 SBT. 64 28 81 25 84 37 3 Sách tham khảo các tác giả khác. 163 71 29 13 37 16 4 Do thầy cô biên soạn. 10 4 64 28 155 68 Nhận xét: Chúng tôi rất quan tâm đến việc tự học của các em HS với mong muốn có những nhìn nhận đúng về thực trạng để có những định hướng nâng cao hiệu quả dạy học trong đề tài như xây dựng tài liệu trực quan, giáo án điện tử, hệ thống bài tập… cũng như những hướng phát triển sau của đề tài. Vì vậy, chúng tôi sử dụng câu hỏi 5, 6, 7, 8. Ở câu 5, 8 chúng tôi muốn tìm hiểu xem các em HS, dù là HS khá giỏi hay trung bình, yếu kém có nhận thức được tầm quan trọng của việc tự học ở nhà hay không? Và tín hiệu đáng mừng là phần lớn các em đều thấy được tự học ở nhà có vai trò quan trọng đến kết quả học tập tốt của các em. Nhưng theo kết quả điều tra ở câu 6, chúng tôi thấy, mặc dù các em đều ý thức được việc tự học là rất quan trọng nhưng thái độ tự học của các em thực sự chưa cao. Các em rất thờ ơ với việc tự học. 52% HS chỉ làm bài tập ở nhà khi được yêu cầu, và làm bài tập mà GV biên soạn, hoặc SGK, phần nhỏ HS có tham khảo thêm sách tham khảo khác. Điều này có nghĩa là các em cũng chỉ làm để đối phó với GV. Như vậy, các em chưa ý cao được việc tự học nên dù GV có cố gắng xây dựng bài giảng tốt, phong phú, sinh động đến đâu thì các em cũng chỉ học ở tại lớp. Và các em không ôn lại bài nên kiến thức cũng không được khắc sâu và dễ quên. Do đó, hiệu quả học tập cũng chưa cao. Tóm lại, qua phân tích kết quả điều tra thực trạng dạy học nội dung chương “Sự điện li” lớp 11, chúng tôi rút ra những nhận xét như sau: Về phía GV, các GV nhận thức được tầm quan trọng của nội dung chương là lí thuyết chủ đạo để HS học tập nội dung hóa học phân tích, đặc biệt là nghiên cứu bản chất phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li. Nhưng lại ít chú ý đến các PPTC để tăng hiệu quả dạy học. Đa số GV được trò chuyện đều nói ở chương này hầu như họ không thiết kế giáo án điện tử để giảng dạy, do vậy cũng ít chú ý đến các tài liệu trực quan để làm sinh động bài giảng. Khi giảng dạy, GV chủ yếu sử dụng PP đàm thoại và bài tập hóa học để giúp HS nhớ bài. Về phía HS, phần lớn các em đều cho rằng việc học tập nội dung chương “Sự điện li” chưa hiệu quả. Các em mong muốn có thêm những giờ học sinh động, hiệu quả hơn. Đa số các em cũng nhận thấy tác dụng to lớn của việc tự học đến kết quả học tập của mình, nhưng các em lại không có thái độ tự học cao. Việc làm bài tập thêm ở nhà cũng chỉ mang yếu tố đối phó với GV. Do vậy các em cũng chỉ làm bài tập khi được yêu cầu thậm chí một số em cũng không làm bài tập. Từ thực trạng đặt ra, chúng tôi mong muốn: Xây dựng được bộ giáo án điện tử được thiết kế cho toàn bộ chương “Sự điện li” – lớp 11 nâng cao. Thiết kế thêm những mô phỏng hóa học làm phương tiện trực quan hỗ trợ dạy học. Nhận xét các bài tập SGK, SBT bám sát nội dung chương trình, từ đó có thể biên soạn hệ thống bài tập bổ sung giúp các em có thêm tài liệu để hỗ trợ việc tự học ở nhà. Tóm tắt chương 1 Trong chương này, chúng tôi đã trình bày những vấn đề thuộc về cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài nghiên cứu. Đó là: 1. Cơ sở lí luận về việc nâng cao hiệu quả dạy học ở trường THPT. Đây chính là những định hướng cho việc thực hiện đề tài. Chúng tôi đã tìm hiểu những cơ sở lí luận xoay quanh hiệu quả dạy học: tìm hiểu khái niệm, các nguyên tắc, những yếu tố ảnh hưởng và cách thức sử dụng các PPDH tích cực. Chỉ khi hiểu rõ những nội dung này, chúng tôi mới có thể áp dụng vào việc thực hiện đề tài đúng hướng. 2. Tìm hiểu, phân tích vị trí và đặc điểm của các nội dung hóa học phân tích được xây dựng ở chương trình THPT. Chỉ khi hiểu biết những yếu tố này, chúng tôi có những đánh giá tổng quát, hiểu rõ mối liên hệ giữa các nội dung để có thể chọn lựa nội dung thiết kế giáo án điện tử, thiết kế các mô phỏng hóa học, biên soạn bài tập phù hợp nội dung chương trình, phù hợp trình độ HS nhằm thực hiện được mục đích của đề tài. 3. Điều tra thực trạng dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 của một số trường THPT. Qua phân tích kết quả điều tra, chúng tôi thấy hiệu quả dạy học các nội dung hóa phân tích ở trường phổ thông mà cụ thể là chương “Sự điện li” ở lớp 11 chưa được nâng cao. Hầu hết GV không chú ý đầu tư ứng dụng công nghệ thông tin, các PPDH tích cực vào các bài giảng. Hầu hết HS thích những giờ học sinh động, trực quan, được hoạt động tích cực. Các em đều thấy tầm quan trọng của việc tự học, nhưng chưa có thái độ tự học tốt, với các em việc làm bài tập ở nhà chủ yếu là khi nào GV yêu cầu mới làm và chỉ làm để đối phó. Những kết quả thực trạng đó phần nào cho thấy được tính cấp thiết của đề tài luận văn. Chương 2 NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CHƯƠNG “SỰ ĐIỆN LI” LỚP 11 NÂNG CAO 2.1. Nội dung chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao [3], [32], [33], [34] Do những khó khăn về yếu tố khách quan như thời gian thực hiện đề tài, điều kiện thực nghiệm sư phạm cũng như những hạn chế về nhân tố chủ quan, chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu đề tài trong trong phạm vi chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao. Bảng 2.1. Phân phối chương trình chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Nội dung Lí thuyết Luyện tập Thực hành Tổng số tiết Số tiết 8 2 1 11 Bảng 2.2. Chuẩn kiến thức và kĩ năng chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao T T Bài Chuẩn kiến thức và kĩ năng 1 SỰ ĐIỆN LI Kiến thức - Biết được khái niệm về sự điện li, chất điện li. - Hiểu được nguyên nhân tính dẫn điện của dung dịch chất điện li và cơ chế của quá trình điện li. Kĩ năng - Quan sát thí nghiệm, rút ra được kết luận về tính dẫn điện của dung dịch chất điện li. - Phân biệt được chất điện li, chất không điện li. 2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT ĐIỆN LI Kiến thức: Hiểu được: - Khái niệm về độ điệnli, hằng số điện li. - Chất điện li mạnh, chất điện li yếu và cân bằng điện li, ảnh hưởng của sự pha loãng đến độ điện li. Kĩ năng - Quan sát thí nghiệm để phân biệt được chất điện li mạnh, chất điện li yếu. - Viết được phương trình điện li của chất điện li mạnh, chất điện li yếu. - Giải được một số bài tập có nội dung liên quan. 3 AXIT, BAZƠ, MUỐI Kiến thức: Biết được: - Định nghĩa: axit, bazơ, hiđroxit lưỡng tính và muối theo thuyết A-rê-ni-ut. - Axit nhiều nấc, bazơ nhiều nấc. - Định nghĩa: axit, bazơ theo thuyết Bron–têt, hằng số phân li bazơ, hằng số phân li axit. Kĩ năng - Phân tích một số ví dụ axit, bazơ, muối cụ thể rút ra định nghĩa, lấy ví dụ minh họa. - Nhận biết một số ví dụ axit, bazơ, muối, hiđroxit lưỡng tính. - Viết được phương trình điện li của các axit, bazơ, muối, hiđroxit lưỡng tính cụ thể. - Giải được bài tập: Tính nồng độ mol ion trong dung dịch chất điện li mạnh và chất điện li yếu và một số bài tập khác có nội dung liên quan. 4 SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT- BAZƠ Kiến thức: Hiểu được - Tích số ion của nước, ý nghĩa tích số ion của nước. - Khái niệm về pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính, môi trường kiềm. Kĩ năng - Tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh. - Xác định được môi trường của dung dịch bằng cách sử dụng chất chỉ thị axit –bazơ, giấy chỉ thị vạn năng, giấy quỳ tím hoặc dung dịch phenolphtalein. 5 LUYỆN TẬP AXIT, BAZƠ, MUỐI 6 PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION Kiến thức Hiểu được: - Bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion. - Để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li phải có ít nhất một TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI trong các điều kiện: + Tạo thành chất kết tủa. + Tạo thành chất điện li yếu. + Tạo thành chất khí. - Khái niệm sự thủy phân của muối, phản ứng thủy phân của muối. Kĩ năng - Quan sát hiện tượng thí nghiệm để biết có phản ứng hóa học xảy ra. - Dự đoán được kết quả phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Viết được phương trình ion đầy đủ và rút gọn. - Giải được bài tập: Tính khối lượng chất kết tủa hoặc thể tích chất khí trong phản ứng, tính thành phần phần trăm khối lượng các chất trong hỗn hợp và một số phản ứng có nội dung liên quan. 7 LUYỆN TẬP PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI 2.2. Cơ sở khoa học của chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Nội dung lí thuyết cân bằng ion trong dung dịch cung cấp những cơ sở lí thuyết về cân bằng ion nhằm giúp GV nắm được quy luật về tương tác ion trong dung dịch, từ đó giúp hiểu được bản chất của phản ứng vô cơ xảy ra trong dung dịch nước. Khi nắm vững những cơ sở khoa học của chương thì người GV mới có những định hướng xây dựng bài tập, thiết kế bài giảng làm cho bài học trở nên nhẹ nhàng, dễ hiểu, dễ khắc sâu kiến thức cho HS, mang lại hiệu quả cao mà vẫn đảm bảo tính chính xác, khoa học của lí thuyết. Như đã trình bày ở trên, chúng tôi giới hạn phạm vi nghiên cứu đề tài trong chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao, nên trong phần này, chúng tôi chọn lọc trình bày nội dung lí thuyết cân bằng ion làm cơ sở khoa học cho chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao với các phần Sự điện li, chất điện li, cân bằng axit – bazơ, cân bằng chất điện li ít tan. 2.2.1. Chất điện li - Sự điện li 2.2.1.1. Khái niệm Khi hòa tan các chất có liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị có cực vào trong dung môi phân cực (nước, ancol...) thì các phân tử chất tan sẽ phân li thành các ion mang điện tích trái dấu, tồn tại dưới dạng ion sonvat hóa (đối với dung môi nước là ion hiđrat hóa) do có tương tác với các phân tử lưỡng cực của dung môi. Các chất có khả năng phân li thành các ion được gọi là chất điện li, và quá trình phân li thành ion được gọi là quá trình điện li. Chương trình phổ thông chỉ xét dung môi là nước. Ví dụ 2.1: Hòa tan chất điện li MX vào nước: n+ n-2 2 x 2 yMX+(x+y)H O M(H O) + X(H O) Vì ta không biết chính xác số phân tử nước x, y trong các ion hiđrat hóa nên người ta biểu diễn sự phân li theo sơ đồ đơn giản: n+ n-MX M + X Mức độ phân li thành ion của các chất điện li phụ thuộc bản chất của các chất điện li và bản chất của dung môi. 2.2.1.2. Độ điện li  và hằng số phân li K a) Độ điện li Độ điện li  là tỉ số giữa số mol n của chất tan đã phân li thành ion với tổng số mol n0 của chất tan trong dung dịch: 0 n n   , nếu chia tử và mẫu của biểu thức cho thể tích V của dung dịch thì:   Noàng ño ächaát ña õ phaân li Toång noàng ño ächaát ñieän li  có các giá trị dao động từ 0 đến 1: 0 1  . =0: chất không điện li; =1: chất điện li mạnh; 0 1  : chất điện li yếu. b) Hằng số phân li Xét cân bằng: n+ n-MX M + X Áp dụng định luật tác dụng khối lượng:   n+ n-M X K = MX        , [i] là nồng độ của cấu tử i trong dung dịch ở trạng thái cân bằng; K là hằng số phân li, phụ thuộc bản chất của chất điện li, dung môi, nhiệt độ. Trong dung dịch loãng, K không phụ thuộc nồng độ chất điện li. Quan hệ giữa K và :   n+ n-M X K = MX        mà [Mn+] = [Xn-] =  CMX, [MX] = CMX – [Mn+], suy ra: [MX] = CMX –  CMX = CMX (1- ) = C(1-) ta có:   2 2 2 2 2 2 MX MX MX MX C C C CK = MX C (1- ) (1- ) (1- )           2 MX K C (1- )   với  << 1 thì K =  C Ta thấy: -  tỉ lệ thuận với K. Nếu K càng lớn thì chất điện li càng mạnh, phân li càng nhiều. Nếu K càng bé thì chất điện li càng yếu, càng ít phân li. -  tỉ lệ nghịch với nồng độ. Đối với một chất điện li nhất định (K không đổi) thì trong dung dịch càng loãng, phân li càng nhiều. 2.2.1.3. Phân loại chất điện li a) Chất điện li mạnh: là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan phân li hoàn toàn thành ion (=1). - Phương trình biểu diễn bằng mũi tên 1 chiều từ trái sang phải. - Bao gồm: axit mạnh, bazơ mạnh, hầu hết các muối. b) Chất điện li yếu: là chất khi tan trong nước chỉ một phần số phân tử hòa tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch (0< <1, K<1). - Phương trình biểu diễn sự điện li bằng dấu mũi tên 2 chiều ngược nhau. - Bao gồm: các axit yếu, bazơ yếu. Chú ý: Trong SGK cải cách định nghĩa chất điện li như sau: “Chất điện li là những chất tan trong nước tạo thành dung dịch dẫn được điện”. Từ định nghĩa này có thể hiểu: o Các oxit tan trong nước như CO2, SO2, SO3, P2O5…, các chất như Cl2, NH3,…là những chất điện li, vì các chất này khi tan trong nước tạo thành dung dịch dẫn được điện. Hiểu như vậy là chưa chính xác. o Mọi chất đều ít nhiều tan trong nước. Ta gọi chất không tan là chất có độ hoà tan rất nhỏ. Do đó các chất gọi là không tan như AgCl, BaSO4, Fe(OH)3, H2SiO3…cũng là những chất điện li vì chúng đều phân li ra ion trong nước. o Nhiều chất khi nóng chảy cũng phân li ra ion, nên ở trạng thái nóng chảy các chất này dẫn điện được. Ví dụ: NaCl, Không định nghĩa “Chất điện li mạnh là phân li hoàn toàn thành ion”. Ví dụ 2.2: NaHCO3, H2SO4 là chất điện li mạnh, nhưng chỉ phân li hoàn toàn ở nấc thứ nhất: + - 3 3 + 2- 3- + 2- 3 3 - 3 NaHCO Na +HCO H CO HCO H +CO K = HCO            + - 2 4 4 + 2- 4- + 2- 2 4 4 - 4 H SO H +HSO H SO HSO H +SO K = 1,0.10 HSO             Trong một số bài tập coi H2SO4 phân li một nấc ra + 2-2 4 4H SO 2H +SO chỉ là gần đúng và trong dung dịch rất loãng. Nấc điện li thứ 2 không bao giờ có =1. Trong số những chất gọi là không tan, có những chất là chất điện li mạnh và cũng có những chất điện li yếu. Ví dụ: các muối AgCl, BaSO4, Ca3(PO4)2… là chất điện li mạnh; Fe(OH)3, H2SiO3,…là các chất điện li yếu. 2.2.2. Axit, Bazơ 2.2.2.1. Định nghĩa a) Theo thuyết A-rê-ni-ut - Axit là những chất có khả năng phân li trong dung dịch thành cation H+. - Bazơ là những chất có khả năng phân li trong dung dịch thành anion OH-. Ví dụ 2.3: Axit: HCl  H+ + Cl- Bazơ: NaOH  Na+ + OH- Những hạn chế của thuyết A-rê-ni-ut về axit – bazơ: Thuyết này chỉ xét axit – bazơ trong một phạm vi hẹp gắn liền với dung môi là nước. Không nêu lên được vai trò của dung môi nước, do đó thuyết này xem cation H+ tồn tại độc lập trong dung dịch là không đúng thực tế vì H2O là phân tử lưỡng cực trong khi đó H+ là một proton có kích thước nhỏ mang điện tích dương nên không thể đứng độc lập bên cạnh phân tử H2O khổng lồ và lưỡng cực: O H H + H+ O H H H + hay H2O + H+ H3O+ (ion hiđroxoni) Theo thuyết này, trong phân tử axit phải chứa hiđro linh động có khả năng ion hóa còn trong phân tử các bazơ phải chứa các nhóm hiđroxit có khả năng ion hóa. Do đó thuyết không giải thích được các trường hợp bazơ mà phân tử lại không có nhóm OH như NH3, R-NH2... Và do quan niệm phản ứng trung hòa là phản ứng H+ + OH- H2O cho nên không giải thích được phản ứng sau: NH3 + HCl  NH4Cl b) Theo thuyết Bron-stêt - Axit là những chất có khả năng nhường proton H+. - Bazơ là những chất có khả năng nhận proton H+. Proton không có khả năng tồn tại ở trạng thái tự do, vì vậy một chất chỉ thể hiện rõ tính axit hoặc bazơ trong dung môi có khả năng nhận hoặc cho proton. Một axit khi đã nhường proton thì axit sẽ chuyển thành dạng bazơ liên hợp tương ứng. Cũng như vậy, một bazơ thu proton sẽ chuyển thành dạng axit liên hợp tương ứng. Một cặp axit – bazơ liên hợp được biểu diễn bằng hệ thức sau: Axit + H2O Bazơ +H3O+ Nước là dung môi vừa có khả năng cho vừa có khả năng nhận proton, nên các bazơ và axit có thể thể hiện tính chất của chúng trong nước. Ví dụ 2.4: a) CH3COOH + HOH CH3COO - + H3O+ axit 1 bazô 2 bazô 1 axit 2 ta có 2 cặp axit và bazơ liên hợp đó là: CH3COOH/CH3COO- và H3O+/H2O. b) NH3 + HOH NH4+ + OH - bazô 1 axit 2 axit 1 bazô 2 Trong phản ứng này có hai cặp axit và bazơ liên hợp đó là: NH4+/NH3và H2O/OH-. Như vậy, theo thuyết Bron-stêt thì: Quan niệm axit – bazơ được mở rộng và có thể bao gồm dung môi nước, khác nước. Nêu rõ được vai trò của dung môi, tùy theo bản chất của dung môi, một chất có thể thể hiện tính axit hoặc bazơ. Ví dụ 2.5: Trong nước CH3COOH là axit vì nó cho nước proton tạo thành bazơ liên hợp CH3COO-, nhưng trong hiđro florua lỏng (H2F2) thì CH3COOH lại là bazơ vì nó nhận proton của dung môi để tạo thành axit liên hợp: CH3COOH + HOH CH3COO - + H3O+ axit 1 bazô 2 bazô 1 axit 2 CH3COOH + H2F2 CH3COOH2+ + HF2- axit 1 bazô 2 bazô 1 axit 2 Axit – bazơ có thể là phân tử hoặc ion. Xét trong dung môi là nước, thì: + Axit có thể là phân tử trung hòa: HCl, H2SO4,...; hoặc cation: NH4+, H3O+, Al(H2O)n3+,...; hoặc anion: HSO4-… + Bazơ có thể là phân tử trung hòa: KOH, NaOH, Ca(OH)2,...; hoặc cation: Al(OH)2+, Fe(OH)2+,… hoặc anion: CO32-, S2-. CH3COO-,… + Chất lưỡng tính là chất vừa có khả năng nhường vừa có khả năng nhận H+. Ví dụ: ZnO, Al2O3, HCO3-, H2O, HSO3-… + Chất trung tính là chất không nhường hoặc nhận proton H+. Ví dụ: Cation kim loại kiềm, Ba2+, Ca2+,…; hoặc anion gốc axit mạnh: Cl-, SO42-, NO3-… 2.2.2.2. Phản ứng axit – bazơ trong nước a) Tích số ion của nước Nước là một dung môi tự proton phân, tức nó vừa là một axit vừa là một bazơ: H2O + H2O H3O+ + OH-   + - 3 2 2 H O OH K= H O        Nước phân li rất ít, [H2O] được coi là hằng số. Từ đó đặt:   2 2 + - 2 H O 3K. H O =K = H O OH       2H O K được gọi là tích số ion của nước. Nó là một hằng số, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ của các ion H+ và OH- trong dung dịch nước. Ở 250C, 2H O K =10-14 hay [H3O+].[OH-] = 10-14 . hay [ H+ ].[ OH- ] = 10-14 Người ta còn dùng 2 2H O H O pK = - lg K = 14 . b) Dung dịch axit – bazơ trong dung môi nước Khi cho một axit vào nước thì nó sẽ nhường proton cho nước và tạo ra ion H3O+. Ví dụ: HCl + H2O H3O+ + Cl- Hoặc viết đơn giản: HCl H+ + Cl- Sự tích lũy lượng lớn H+ so với OH- làm cho dung dịch có phản ứng axit. Khi cho một bazơ vào nước thì nó sẽ thu proton của nước tạo ra lượng như nhau OH-. Ví dụ: NH3 + H2O NH4+ + OH- Trong dung dịch [OH- ] > [H+ ] tạo ra phản ứng bazơ của dung dịch. Như vậy trong bất kì dung dịch nước nào cũng đều có mặt cả H+ và OH-. c) pH Để đặc trưng thống nhất tính axit – bazơ của dung dịch, người ta dùng chỉ số hoạt độ ion hiđro pH: pH = - lg(H+) hoặc đối với dung dịch loãng pH = - lg[H+]. Ta có: 2 + - + - H O 3K = H O . OH H . OH               Lấy logarit 2 vế và đổi dấu ta có:  2 2+ - + -H O H Olg K lg H OH lg H lg OH pK pH + pOH                       Ở 250C, 2H O K = 10-14, suy ra pH + pOH = 14 Trong nước nguyên chất: [H+] = [OH-] = 10-7 hay pH = 7. Trong dung dịch axit: [H+] > [OH-] hay [H+] > 10-7, pH < 7. Trong dung dịch bazơ: [H+] 7. d) Cường độ của axit và bazơ. Hằng số axit và hằng số bazơ Cường độ axit, hằng số axit Một axit khi hòa tan vào nước sẽ nhường proton cho nước theo phản ứng: A + H2O B + H3O+    + 3 2 H O B K= H O A        (a). Trong đó, A là axit, B là bazơ liên hợp với A. Axit càng mạnh tức là nhường proton H+ cho nước càng nhiều, tức hằng số cân bằng K càng lớn. [H2O] tương đối lớn so với nồng độ cân bằng của +3H O   , B   , A   nên có thể coi [H2O] không đổi và ta có thể viết:   + 3 2 H O . B K. H O = K A           a Ka được gọi là hằng số axit và biểu thị cường độ của axit, vì Ka càng lớn, axit càng mạnh. Để tiện cho việc tính toán, người ta thường dùng pKa = - lgKa thay cho Ka. Ví dụ 2.6: Axit axetic CH3COOH có Ka = 1,74.10-5 mạnh hơn axit xianhiđric HCN có Ka = 6,2.10-10 , pKa = 9,21. Đối với axit mạnh là chất điện li mạnh (HNO3, HCl,...) thì coi như Ka= + . Cường độ bazơ, hằng số bazơ Một bazơ khi hòa tan trong nước sẽ nhận proton của nước theo phản ứng: B + H2O A + OH-   - 2 OH . A K= H O . B           (b) Bazơ càng mạnh tức là nhận proton của nước càng nhiều, cân bằng (b) chuyển dịch về phía phải càng nhiều, tức hằng số cân bằng của nó càng lớn. Trong các dung dịch nước loãng [H2O] có thể coi như không đổi, nên có thể viết:   - 2 OH . A K. H O = K B           b ; Kb được gọi là hằng số bazơ và biểu thị cường độ bazơ. Người ta cũng dùng pKb = - lgKb thay cho Kb. Ví dụ: NH3 có pKb = 4,76 là bazơ mạnh hơn hiđrazin có pKb = 6,01. Đối với các bazơ mạnh là chất điện li mạnh, các phân tử hòa tan phân li hoàn toàn trong nước thì Kb vô cùng lớn, có thể coi như bằng + . Đa axit Đa axit là những axit mà khi tan trong nước phân tử phân li nhiều nấc ra proton. Ứng với mỗi nấc có một hằng số cân bằng axit. Ví dụ 2.7: axit photphoric H3PO4 phân li theo 3 nấc và có 3 hằng số axit là K1, K2, K3 tương ứng với các nấc đó: - + 3 4 2 2 4 3 1 - 2- + 2 4 2 4 3 2 2- 3- + 4 2 4 3 3 H PO + H O H PO + H O pK = 2,12 H PO + H O HPO + H O pK = 7,21 HPO + H O PO + H O pK = 12,36 Đa bazơ là những bazơ mà khi tan vào nước lần lượt nhận một, hai, ba,...proton theo các nấc khác nhau. Ví dụ 2.8: 3-4PO là một đa bazơ: 3- 2- - 4 2 4 b1 2- - - 4 2 2 4 b2 - - 2 4 2 3 4 b3 PO + H O HPO + OH pK = 1,64 HPO + H O H PO + OH pK = 6,79 H PO + H O H PO + OH pK = 11,88 e) Quan hệ giữa hằng số axit và hằng số bazơ của một cặp axit – bazơ liên hợp Giả sử ta có cặp axit và bazơ liên hợp: A + H2O B + H3O+ + 3H O . BK = A          a B + H2O A + OH- - OH . A K = B          b Ta thực hiện phép nhân: 2 + - 3 + - + - 3 H O H O . B OH . A K . K = . H O . OH H . OH K A B                                      a b Ở 250C, Ka.Kb= 2H OK =10-14 hay pKa + pKb=14 Như vậy, ở nhiệt độ xác định tích số Ka.Kb của một cặp axit và bazơ liên hợp là hằng số nên Ka càng lớn (tính axit càng mạnh) thì Kb càng nhỏ (tính bazơ càng yếu) và ngược lại. Biết được một trong hai đại lượng thì có thể tính được đại lượng kia. f) Phương trình bảo toàn proton Thực chất là phương trình bảo toàn điện tích: số mol proton các axit cho = số mol proton các bazơ nhận Ví dụ 2.9: 1) Viết phương trình proton của nước nguyên chất: H2O + H2O H3O+ + OH – hay H2O H+ + OH – Phương trình proton: [H3O+] = [ OH – ] 2) Dung dịch HCl nồng độ C mol/l Trong dung dịch xảy ra các quá trình: HCl  H+ + Cl– và H2O H+ + OH– Phương trình: [H+] = [Cl–] + [OH–] = [ OH–] + C 3) Dung dịch NH3 Trong dung dịch xảy ra các quá trình: NH3 + H2O NH4+ + OH - và H2O H+ + OH – Phương trình proton: [H+ ] + [NH4+ ]= [OH -] 4) Dung dịch hỗn hợp CH3COO– và CN– Trong dung dịch xảy ra các quá trình: CH3COO – + H2O CH3COOH + OH – CN– + H2O HCN + OH – H2O H+ + OH – Phương trình proton: [CH3COOH] + [HCN] + [H+] = [OH–] 5) Dung dịch H3PO4 - + 3 4 2 4 - 2- + 2 4 4 2- 3- + 4 4 - + 2 H PO H PO + H H PO HPO + H HPO PO + H H O OH + H Phương trình bảo toàn proton: [H ] = [ -2 4H PO ] + 2[ 2-4HPO ] + 3[ 3-4PO ] + [ -OH ] 2.2.2.3. pH của dung dịch hệ đơn axit – bazơ trong nước a) pH của các dung dịch axit mạnh Giả sử đơn axit mạnh HA nồng độ CA mo/l: (HNO3, HCl, H2SO4 (nấc 1) …) có K1=+ . Quá trình trao đổi proton: HA  H+ + A – (a) H2O H+ + OH – (b) Phương trình bảo toàn proton: [H+] = [A –] + [OH –]. Tích số ion của nước ở 250C: 2H O K = [H+] . [OH –] = 10-14 Suy ra: [H+] = [A –] + -14 + 10 H   hay [H+] = CA + -14 + 10 H   hoặc [H+]2 – CA.[H+] - 10-14 = 0 Nếu CA >>10-7 thì có thể bỏ qua [OH-], do đó [H+] = CA, việc tính pH dễ dàng hơn. Do vậy, khi soạn bài tập về tính pH trong dung dịch đơn axit mạnh, ở trường phổ thông, GV chú ý xây dựng dữ kiện bài toán sao cho Caxit >>10-7, để HS có thể tính [H+] = C thuận lợi mà không sai về mặt bản chất hóa học. Ví dụ 2.10: - Nếu ở 250C và dd HCl 10-7 M thì sự phân li của H2O là đáng kể so với sự phân li của HCl, do đó, [H+] được tính theo phương trình: [H+]2 – C.[H+] - 2H O K =0 [H+]2 – 10-7.[H+] - 10-14=0 Giải ra ta được [H+] = 1,26.10-7 pH = - lg (1,26.10-7 ) = 6,79. Nếu không kể đến sự phân li của nước thì [H+] = 10-7 tức pH=7. Như vậy sai lệch 3%. - Nếu dd HCl 10-8 M thì lập luận tương tự ta có [H+] = 10-6,91 và pH = 6,91. Còn không kể sự điện li của nước thì pH = 8. Sai lệch: 13,625 %. Như vậy sai về mặt bản chất phản ứng hóa học xảy ra trong dung dịch. - Nếu nồng độ của dung dịch axit HA nhỏ hơn 10-8 thì có thể bỏ qua [A –] so với [OH –] và coi như pH = 7, tức nồng độ axit không đáng kể so với sự phân li của nước. b) pH của các dung dịch bazơ mạnh Ở 250C, giả sử có dung dịch bazơ mạnh BOH (ví dụ KOH...) có nồng độ CB mol/l. Các quá trình điện li trong dung dịch: BOH  B+ + OH- ; H2O H+ + OH – Phương trình bảo toàn proton: [B+] + [H+] = [OH-]  CB + [H+] = [OH-] (*) Tích số ion của nước: 2H O K = [H+] . [OH –] = 10-14 Thế [OH –] = -14 + 10 H   vào (*) ta được CB + [H+] = -14 + 10 H   hay [H+]2 + CB.[H+] - 10-14 = 0 Chú ý: Dung dịch bazơ mạnh, nếu CB >>10-7 thì: CB =[OH-], lúc này việc tính pH đơn giản hơn: [OH –]= -14 + 10 H   =CB suy ra pH = -lg -14 BC 10 . Ví dụ 2.11: Ở 250C, dung dịch NaOH có nồng độ: - 10-5M: pH = - lg -14 9 -5 lg10 910 10    - 10-7 M: [H+]2 + CB.[H+] - 10-14 = 0  [H+]2 + 10-7.[H+] - 10-14 = 0 Giải ra ta được [H+] = 6,82.10-8 và pH = 7,21; Nếu không kể đến sự phân li của nước thì [H+] = 10-7 và pH = 7. Sai lệch: 3%. - 10-8M: [H+]2 + 10-8.[H+] - 10-14 = 0 ; Giải ra được [H+] = 9,5.10-8 và pH = 7,02. Nếu bỏ qua sự phân li của nước thì: [H+] = 10-8 và pH = 8. Sai lệch: 12,25%. Nếu CB < 10-8 thì sự phân li của bazơ không đáng kể so với sự phân li của nước, do đó có thể bỏ qua CB và coi pH = 7. c) pH của dung dịch đơn axit yếu Ở 250C, giả sử có dung dịch đơn axit yếu có nồng độ CA mol/l. Quá trình điện li trong dung dịch: HA H+ + A– Ka (a); H2O H+ + OH– 2H OK (b) Phương trình bảo toàn proton: [H+] = [A –] + [OH –] Thực tế, chỉ khi axit quá yếu tức Ka ≈ 2H OK , hoặc Ka < 2H OK thì mới cần xét đến sự phân li của nước. Còn nếu axit không quá yếu thì có thể bỏ qua sự phân li của nước. Khi đó chỉ xét đến quá trình (a) HA H+ + A– Ka Ban đầu: C Cân bằng: C-x x x Suy ra: 2xK = C-xa (*) - Nếu K a nhỏ và nếu C không quá nhỏ thì: + - a a 1x = H = A = K . C suy ra: pH = (pK - lgC) 2        - Nếu không nhỏ, giá trị và C không quá khác nhau thì phải giải phương trình (*). 2.2.3. Cân bằng điện li các chất điện li ít tan 2.2.3.1. Độ tan và tích số tan a) Độ tan Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng không có chất điện li nào hoàn toàn không tan trong nước. Ngay cả đối với những chất mà ta nói là không tan thực ra cũng có tan một chút rất ít. Khi hòa tan chất điện li ít tan MmAn trong nước thì các ion Mn+, Am-, các phần tử cấu trúc mạng lưới tinh thể chất điện li, sẽ bị hiđrat hóa và chuyển vào dung dịch dưới dạng phức chất aqua n+ m- 2 x 2 yM(H O) , A(H O) . Khi hoạt độ của các ion n+ m-2 x 2 yM(H O) , A(H O) trong dung dịch tăng lên đến một mức độ nào đó thì xảy ra quá trình ngược lại: các ion bị đehiđrat hóa và kết tủa lại trên bề mặt tinh thể. Đến một lúc nào đó thì tốc độ của hai quá trình thuận và nghịch bằng nhau và có cân bằng thiết lập giữa pha rắn và dung dịch bão hòa: n+ m- m n 2 2 x 2 yM A + (mx + ny) H O m M(H O) + nA(H O) pha raén dung dòch baõo hoøa  Nồng độ của chất điện li trong dung dịch bão hòa được gọi là độ tan (S). Độ tan S có thể được biểu diễn bằng các đơn vị khác nhau (g/100g dung dịch; g/l; mol/l), thường hay biểu diễn theo mol/l. Độ tan phụ thuộc khá phực tạp vào nhiều yếu tố: bản chất của chất tan, dung môi, nhiệt độ, áp suất, trạng thái vật lí của pha rắn... b) Tích số tan Xét chất điện li ít tan MmAn trong dung môi nước, có cân bằng: n+ m- m n 2 2 x 2 yM A + (mx + ny)H O mM(H O) + nA(H O) Để đơn giản ta có thể viết:  n+ m-m nM A mM + nA Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho hệ cân bằng dị thể (hoạt độ của chất rắn coi bằng 1), hằng số cân bằng là tích số tan của MmAn, kí hiệu là m nM AT thì được viết: m n n+ m m- nM AT = [M ] [A ] . Như vậy, tích số tan của một chất điện li ít tan là tích nồng độ của các ion của nó trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ nhất định. Tích số tan phụ thuộc vào bản chất của chất tan, bản chất của dung môi và nhiệt độ. Tích số tan và độ tan đều đặc trưng định lượng cho khả năng hòa tan của một chất. Tích số tan chỉ phản ánh độ tan của chất trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ đã cho. Còn độ tan trực tiếp nói lên lượng chất tan có mặt trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ đó. Do đó, khi so sánh tích số tan của các muối cùng kiểu thì mới có được thông tin về độ tan tương đối của chúng. Khi biết được độ tan của một chất có thể tính được tích số tan của nó. Ví dụ 2.12: Ở 250C, độ tan của PbSO4 trong nước là 4,25.10-3 g/100ml nước. Hãy tính tích số tan của PbSO4 ở nhiệt độ đó. Giải: chuyển độ tan ra mol/ l, biết M PbSO4 =303 g/mol    3 3 44,25.10 .10 1,4.10 ( / ) 100.303 S mol l Phương trình: 2+ 2-4(r) (dd) 4(dd) PbSO Pb + SO Ta có tích số tan 4PbSO T =   2+ 2- 2 4 2 84[Pb ].[SO ]=S (1,4.10 ) 1,96.10 Sử dụng tích số tan rất có lợi: có thể tính được độ tan của một chất trong dung dịch của nó hoặc dung dịch có mặt ion đồng dạng, có mặt axit hoặc bazơ; có thể trả lời được câu hỏi “chất nào sẽ kết tủa trước?” trong phản ứng với cation hoặc anion khác và có thể tiên đoán được điều kiện cần để hòa tan hoặc kết tủa một chất điện li ít tan. Ví dụ 2.13: Ở 250C tích số tan của BaCrO4 là 1,2.10-10, của Ag2CrO4 là 2,5.10-12. a) Hỏi muối nào tan trong nước nhiều hơn? b) Hỏi muối nào tan nhiều hơn trong dung dịch nước chứa CrO42- 0,1M? c) So sánh độ tan của các muối trong hai dung dịch trên. Giải thích. Giải: a) Tính độ tan của BaCrO4 trong nước. Gọi độ tan của BaCrO4 là Sa (mol/l). Từ cân bằng: 2+ 2- 4 (r) (dd) 4 (dd)BaCrO Ba + CrO Tính độ tan của Ag2CrO4 trong nước: 4 2+ 2- 2 -10 -5 BaCrO 4 a aT = Ba CrO = (S ) , suy ra S = T= 1,2.10 =1,1.10 (mol/l)       Gọi độ tan của Ag2CrO4 là Sb (mol/l). Từ cân bằng:  2 4 + 2- 2 4 (r) (dd) 4 (dd) -122+ 2- 3 -533 Ag CrO 4 b b T 2,5.10. 4 4 Ag CrO 2Ag + CrO T = Ag CrO = 4. (S ) , suy ra S = = = 0,85.10 (mol/l)       Vậy, trong nước, Ag2CrO4 tan nhiều hơn BaCrO4 gần 8 lần. b) Gọi độ tan của BaCrO4 và Ag2CrO4 trong dung dịch 2-4CrO lần lượt là Sa’ và Sb’ (mol/l). Nồng độ [Ba2+ ] trong dung dịch là Sa’, còn [Ag+ ] là 2Sb’ (mol/l). 4 2+ 2- -10 BaCrO 4 a a.T = Ba CrO = (S' ). (0,1 + S' )= 1,2 . 10       Giả thiết: Sa’ rất nhỏ nên 0,1 + Sa’ ≈ 0,1, suy ra -10 -9 a a . 0,1 T hay = : 0,1 = S' = S' 1,2 .10 1,2 .10 (mol/l) Tương tự ta tính được độ tan của Ag2CrO4 với giả thiết Sb’ rất nhỏ nên Sb’ + 0,1  0,1        2 4 2 2 2+ 2-Ag CrO 4 b b b -12 -6 b . . +0,1 = 4. 1. 2,5.10 4.0,1 T = Ag CrO = 2S' S' 0, S' S' = =2,5.10 (mol/l)         Như vậy, mặc dù tích số tan của Ag2CrO4 nhỏ hơn so với BaCrO4 nhưng Ag2CrO4 lại tan nhiều hơn BaCrO4 tới 2000 lần (trong dung dịch 2-4CrO 0,1M). c) Nồng độ tổng cộng của các ion đồng dạng hay không đồng dạng trong dung dịch cũng gây một hiệu ứng nhỏ đến độ tan do ảnh hưởng tương hỗ của các ion. Thí dụ, AgCl tan trong nước khi có mặt KNO3 nhiều hơn một chút so với trong nước nguyên chất bởi vì hoạt độ giảm. Ảnh hưởng của các ion khác được gọi là hiệu ứng muối. Trong trường hợp một trong các ion do chất điện li ít tan điện li ra lại phản ứng với nước thì độ tan của nó cũng tăng lên đáng kể. 2.2.3.2. Tích số ion và sự kết tủa Tích số các nồng độ ion trong dung dịch chưa bão hòa hay nói khác đi là chưa đạt tới cân bằng gọi là tích số ion. + Khi tích số ion = tích số tan thì dung dịch bão hòa. + Khi tích số ion < tích số tan thì dung dịch chưa bão hòa. + Khi tích số ion > tích số tan thì sẽ xuất hiện kết tủa cho đến khi đạt được cân bằng tức là cho đến khi tích số ion bằng tích số tan. Ví dụ 2.14: Hãy cho biết những gì xảy ra khi thêm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch chứa đồng thời ion Ba2+ 0,1M và ion Sr2+ 0,1M. Biết 3 3 -9 -10 BaCO SrCOT =2.10 ; T =5,2.10 . Giải: Xét hai cân bằng sau: 2+ 2- 3 3BaCO Ba + CO Tacó: 3 2+ 2- 2- -9 BaCO 3 3T = [Ba ].[CO ] = 0,1.[CO ] = 2.10 Suy ra: [CO32-]=2.10-8 (M) 2+ 2- 3 3SrCO Sr + CO Ta có: 3 2+ 2- 2- -10 SrCO 3 3T = [Sr ].[CO ] = 0,1.[CO ] = 5, 2.10 Suy ra: [CO32-]=5,2.10-9 (M) Không có hiện tượng gì xảy ra khi [CO32-] trong dung dịch chưa đạt tới 5,2.10-9 M. Khi [CO32-] đạt tới giá trị đó thì tích số ion [Sr2+].[CO32-] bằng tích số tan, do đó SrCO3 bắt đầu kết tủa. SrCO3 tiếp tục kết tủa khi [CO32-] tăng lên. Khi [CO32-] đạt tới 2.10-8 M, tức là lúc tích số ion [Ba2+].[CO32-] đạt tới tích số tan của BaCO3 thì cả BaCO3 cũng bắt đầu kết tủa. Như vậy, khi thêm từ từ Na2CO3 rắn vào dung dịch chứa ion Sr2+ và Ba2+ có cùng nồng độ, lúc đầu chỉ có SrCO3 kết tủa tác ra do 3BaCO T > 3SrCO T . Sau đó, khi [CO32-] tăng lên thì cả hai cùng kết tủa. 2.2.3.3. Tích số ion và sự hòa tan các kết tủa của chất điện li Các chất điện li tan ít trong nước có thể được hòa tan vào dung dịch bằng một số cách. Trong nhiều trường hợp, người ta dùng các phản ứng hóa học để hòa tan các chất này, khi phản ứng hóa học xảy ra, nồng độ của một hoặc cả hai ion được làm giảm làm cho tích số ion nhỏ hơn tích số tan. Chẳng hạn, các anion OH- , CO32-, S2- là các bazơ mạnh, chúng dễ dàng kết hợp với ion H+ thành các axit liên hợp điện li yếu là H2O, HCO3-, H2CO3, HS-, H2S. Vì thế, muốn hòa tan các kết tủa hiđroxit, cacbonat kim loại hoặc sunfua kim loại, người ta thường cho các chất này tác dụng với các axit mạnh như axit clohiđric HCl hoặc axit nitric HNO3. Ví dụ 2.15: sunfua kim loại ít tan có tích số tan không quá nhỏ (như MnS T=2,5.10-13; FeS T=4,2.10-17; ZnS T=2.10-24) dễ hòa tan trong axit HCl do hình thành H2S là chất điện li yếu và bay hơi, làm cho [S2- ] trong dung dịch giảm đi dẫn đến tích số ion của chúng nhỏ hơn tích số tan. Có những sunfua khó tan được hòa tan bởi dung dịch HCl do cả ion kim loại lẫn ion sunfua đều chuyển thành chất điện li yếu làm tích số ion nhỏ hơn tích số tan. Ví dụ: SnS2 (r) + 4H+ + 6Cl – [SnCl6]2- + 2H2S Chì sunfua PbS hầu như không tan trong nước (T=10-28), tạo rất ít ion S2- nên chúng không bị hòa tan bởi dung dịch HCl. 2.2.4. Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li 2.2.4.1. Nguyên tắc chung Bản chất phản ứng giữa các chất điện li là phản ứng giữa các ion. Về nguyên tắc, khi tham gia phản ứng, các ion kết hợp với nhau để tạo thành các sản phẩm kết hợp mới tương ứng với giá trị xác định của hằng số cân bằng K của phản ứng. Nếu K rất lớn thì phản ứng được coi là xảy ra hoàn toàn. Nếu K vô cùng bé thì coi như phản ứng không xảy ra. 2.2.4.2. Các trường hợp có xảy ra phản ứng o Phản ứng tạo thành chất điện li yếu: H2O, axit yếu, phức chất. o Phản ứng tạo thành các hợp chất ít tan (kết tủa). o Phản ứng tạo thành chất khí. o Phản ứng kèm theo sự thay đổi trạng thái oxi hóa. 2.3. Một số tư liệu trực quan dùng trong dạy học chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Các mô phỏng hóa học: Trên cơ sở nghiên cứu những tiện ích của phần mềm Microsoft PowerPoint và Marcomedia Flash 8.0 chúng tôi đã thiết kế một số đoạn hoạt hình mô phỏng các quá trình hóa học xảy ra trong dung dịch các chất điện li Đây là các tài liệu trực quan hỗ trợ nâng cao hiệu quả dạy học chương. Qua mạng internet chúng tôi tìm kiếm một số hình ảnh, thông tin thêm. Bảng 2.3. Các tư liệu trực quan được thiết kế, sưu tầm và sử dụng trong dạy học chương “Sự điện li” TT Tên bài học Tư liệu trực quan được sử dụng 1 Sự điện li - Mô phỏng Thí nghiệm chứng minh tính dẫn điện của dung dịch chất điện li: dung dịch NaCl, dung dịch đường saccarozơ, nước cất. - Mô phỏng một số quá trình: + Sự hòa tan saccarozơ trong nước. + Sự điện li của HCl trong nước. + Sự hòa tan của NaCl trong nước. - Hình ảnh tinh thể muối NaCl, hình nhà bác học A-rê-ni-ut. 2 Phân loại chất điện li - Mô phỏng Thí nghiệm khả năng dẫn điện của dung dịch chất điện li mạnh và chất điện li yếu. - Mô phỏng: Sự điện li của HCl và CH3COOH trong nước. - Bảng biểu: Ảnh hưởng của sự pha loãng đến độ điện li. 3 Axit, bazơ, muối - Hình ảnh: nhà bác học A- rê- ni-ut, nhà bác học Bron- stêt. - Bảng biểu: Bảng các giá trị Ka của một số axit yếu ở 250C. - Grap: so sánh thuyết A–rê–ni–ut và Bron–stêt; củng cố nội dung “muối”. 4 Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit, bazơ - Hình ảnh: + Một số chất chỉ thị màu thông dụng và khoảng chuyển màu. + Ý nghĩa của giá trị pH trong đời sống. - Bảng giá trị tích số ion của nước ở một số nhiệt độ khác nhau. - Bảng một số chất chỉ thị màu thông dụng và khoảng chuyển màu. 5 Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li - Thí nghiệm nghiên cứu điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li (thiết kế bằng phần mềm flash và Powerpoint) TN 1. BaCl2 + Na2SO4; TN 2. HCl + NaOH; TN 3. HCl + Na2CO3; TN 4. HCl + NaNO3. - Thí nghiệm: nghiên cứu phản ứng thủy phân của muối. - Bảng biểu: củng cố phản ứng thủy phân của muối. Các tư liệu trong bảng được lưu trữ trong đĩa CD. 2.4. Nhận xét một số bài tập trong SGK, SBT chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao Chương “Sự điện li” lớp 11 nâng cao có 3 nội dung lớn, trong đó có 9 dạng BT Dạng 1, 2, 3, 4 thuộc nội dung Chất điện li. Dạng 5, 6 thuộc nội dung Axit-Bazơ–Muối. Dạng 7, 8, 9 thuộc nội dung Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. 2.4.1. Dạng 1: Hiện tượng dẫn điện, sự điện li, chất điện li Mức độ đạt được: - Biết các khái niệm về sự điện li và chất điện li. - Hiểu nguyên nhân tính dẫn điện của dung dịch chất điện li. Nhận xét về bài tập SGK và SBT: SGK: 4 bài tập Bài 3 trang 7: Trong số các chất sau, những chất nào là chất điện li? H2S, SO2, Cl2, H2SO3, CH4, NaHSO3, Ca(OH)2, HF, C6H12O6, NaClO. Bài 5 trang 7: Chất nào dưới đây không phân li ra ion khi hòa tan trong nước? A. MgCl2; B. HClO3; C. C6H12O6 (glucozơ); D. Ba(OH)2. Bài 6 trang 7: Dung dịch chất nào sau đây không dẫn điện được? A. HCl trong C6H6 ( benzen); B. CH3COONa trong nước; C. Ca(OH)2 trong nước; D. NaHSO4 trong nước. Bài 4 trang 7: Chất nào dưới đây không dẫn điện được? A. KCl rắn khan; B. KOH nóng chảy; C. MgCl2 nóng chảy; D. HI trong dung môi nước. SBT: 4 bài tập Bài 1.1 trang 3: Làm thí nghiệm với bộ dụng cụ như hình 1. Nếu cốc có chứa một trong những chất lỏng sau đây, thì trường hợp nào đèn sáng? A. Nước nguyên chất; B. Ancol etylic khan; C. Dung dịch saccarozơ trong nước; D. Dung dịch H2SO4 trong nước. Bài 1.3 trang 4: Khi hòa tan đồng (II) bromua (CuBr2) vào axeton, thu được dung dịch màu nâu không dẫn điện; Nếu thêm nước vào dung dịch này, dung dịch chuyển thành màu lam và dẫn điện. Hãy giải thích hiện tượng. Bài 1.4 trang 4: Hiđro clorua lỏng không dẫn điện nhưng dung dịch của chất này trong nước dẫn điện. Hãy giải thích. Bài 1.31 trang 8: Khi pha loãng dần dần axit sunfuric đặc, người ta thấy độ dẫn điện của dung dịch lúc đầu tăng sau đó lại giảm. Nhận xét: Qua các bài tập HS tái hiện và khắc sâu kiến thức về chất điện li, hiện tượng dẫn điện của dung dịch chất điện li trong nước: Axit, bazơ, muối là chất điện li. Là chất điện li thì khi tan trong nước sẽ phân li ra ion và thu được dung dịch dẫn điện được; hoặc ở trạng thái nóng chảy cũng phân li ra ion và dẫn điện được (mở rộng). Nhấn mạnh đến yếu tố dung môi: để dung dịch chất điện li dẫn điện được thì phải hòa tan trong dung môi phân cực (thường là nước). Hạn chế: Bài tập chưa phong phú, bao quát kiến thức nên chưa khắc sâu kiến thức cho HS. Theo trên ta thấy một cách máy móc HS biết: đã là axit, bazơ, muối thì sẽ là chất điện li, khi hòa tan trong nước tạo thành dung dịch dẫn điện được. Nhưng để khắc sâu khiến thức, thì chúng ta đặt ngược vấn đề cho HS: 1) Một chất khi hòa tan trong nước, sau đó làm thí nghiệm chứng minh dung dịch tạo thành dẫn điện được thì đó có phải là chất điện li không? Tại sao? Ví dụ 2.16: trường hợp các chất khí SO2, CO2, Cl2 khi sục vào nước thì thấy dung dịch dẫn điện được. Hoặc các oxit bazơ tan trong nước Na2O, CaO,…) tạo dung dịch dẫn điện được. Vậy các chất này có phải là chất điện li? Ta thấy, SGK viết: Những chất tan trong nước phân li ra ion được gọi là chất điện li. Vậy những chất khi tan trong nước, một phần (hoặc toàn bộ) tác dụng với nước tạo nên chất mới. Chất này phân li ra ion tạo thành dung dịch dẫn điện được. Ví dụ 2.17: Khi sục SO2 vào nước, một phần SO2 tác dụng với nước tạo axit yếu H2SO3: 2 2 2 3SO + H O H SO Sau đó axit yếu H2SO3 phân li ra ion: 3 3 3 + - 2 3 - + 2- H SO H + HSO HSO H + SO , do đó dung dịch dẫn điện được. Vậy kết luận: SO2 là chất không điện li. GV có thể ra bài tập tương tự cho những trường hợp khác. Sau khi GV cho bài tập đặt ngược vấn đề như vậy sẽ nhấn mạnh đến yếu tố tan và phân li, chứ không phải tác dụng tạo chất mới rồi chất mới phân li, HS sẽ không còn lúng túng và hiểu sâu sắc kiến thức hơn. 2) Trong các bài tập chỉ nhắc đến các chất điện li tan trong nước như H2S, NaHSO3, Ca(OH)2, HF, NaClO…Vậy những chất ít tan hoặc ta thấy hầu như không tan như Fe(OH)3, BaSO4, …cũng là những bazơ, muối liệu rằng chúng có phân li trong dung môi nước? chúng có là chất điện li? Một số sách tham khảo có viết: axit, bazơ, hầu hết các muối tan là chất điện li? Vậy nghĩa là những muối ít tan hoặc hầu như không tan thì không phải là chất điện li? Còn SGK hiện hành viết: “axit, bazơ, muối là chất điện li” không hề nói là các chất này tan hay ít tan hoặc hầu như không tan. GV cần thông báo cho HS: Mọi chất đều ít nhiều tan trong nước. Ta gọi chất không tan là chất có độ hoà tan rất nhỏ. Do đó các chất gọi là không tan như AgCl, BaSO4, Fe(OH)3, H2SIO3, …cũng là những chất điện li vì phần tan của chúng đều phân li ra ion trong nước. Qua sự so sánh này, người GV cần soạn bài tập thêm cho phong phú nhằm làm chính xác kiến thức để HS hiểu sâu và không lúng túng khi đọc những sách tham khảo khác. 3) Một chất có là chất điện li hay không thì phải xét khả năng phân li của chúng khi tan trong nước. Vậy vai trò của dung môi rất quan trọng. Tại sao nước lại quan trọng vậy? Liệu rằng một dung môi khác được không? Dung môi đó phải có tính chất gì? Hay nếu một chất có khả năng phân li ra ion trong một dung môi tương tự như nước thì chất đó có đánh giá được là chất điện li hay không? Tính điện li mạnh, yếu có giống trong nước không? Theo chúng tôi, cần có những câu hỏi để HS thấy được vai trò của dung môi phân cực (chủ yếu là nước) và thấy được bản chất của quá trình điện li: thực sự các ion trong dung dịch tồn tại như thế nào? Chúng có tồn tại ở trạng thái tự do hay không? Bảng 2.4. Một số dung môi phân cực Dung môi Hằng số điện môi r H2O 78,5 (250C) NH3 22,4 (-330C) HF 83,6 (00C) Do đó, kết quả của sự điện li tạo thành không phải là các ion tự do mà là các ion sonvat hóa (ion hiđrat hóa nếu dung môi là nước). 2.4.2. Dạng 2: Viết phương trình điện li của chất điện li trong dung dịch. Định luật bảo toàn điện tích Mức độ đạt được: - Viết đúng phương trình điện li của chất điện li mạnh, chất điện li yếu. - Cân bằng đúng phương trình. - Vận dụng được định luật bào toàn điện tích, bảo toàn khối lượng để giải một số bài tập đơn giản. Nhận xét vè bài tập SGK và SBT: SGK: 2 bài tập Bài 7 trang 16: Viết phương trình điện li của các chất sau trong dung dịch: K2CO3, NaClO, Na2HPO4, Na3PO4, Na2S, NaHS, Sn(OH)2. Bài 6 trang 23: Viết phương trình điện li của các chất sau trong nước: MgSO4, HClO3, H2S, Pb(OH)2, LiOH. SBT: 7 bài tập Bài 1.5 trang 4:Viết phương trình điện li của các chất sau: 1. H2SO4; 2. Sr(OH)2; 3. K3PO4; 4. BaCl2. Bài 1.16 trang 6: Viết phương trình điện li của các axit mạnh HI và HClO4; của các axit yếu HNO2 và H2SO3. Bài 1.17 trang 6: Viết phương trình điện li của các hiđroxit lưỡng tính Sn(OH)2 và Al(OH)3. Bài 1.21 trang 6: Viết phương trình điện li của các muối K2SO4, Na2HPO3, NaHSO4, [Ag(NH3)2]2SO4. Bài 1.6 trang 4: Viết công thức của chất mà khi điện li tạo ra các ion: 1. K+ và -4CrO ; 2. Fe 3+ và -3NO ; 3. Mg2+ và -4MnO ; 4. Al3+ và 2-4SO . Bài 1.7 trang 4: Trong một dung dịch có chứa a mol Ca2+, b mol Mg2+, c mol Cl- và d mol -3NO 1. Lập biểu thức liên hệ giữa a, b, c, d. 2. Nếu a=0,01 ; c=0,01 ; d=0,03 thì b bằng bao nhiêu? Bài 1.8 trang 4: Một dung dịch có chứa hai loại cation là Fe2+ (0,1 mol) và Al3+ (0,2 mol) cùng hai loại anion là Cl- (x mol) và 2-4SO (y mol). Tính x và y biết khi cô cạn dung dịch và làm khan thu được 46,9 g chất rắn khan. Nhận xét: Các bài tập viết phương trình điện li, SGK và SBT cung cấp khá đa dạng. HS được yêu cầu viết phương trình điện li của khá nhiều chất điện li mạnh và yếu gồm axit, bazơ muối và hiđroxit lưỡng tính. Bài tập được thiết kế từ các bài tập đơn giản đến nâng cao dần. Ví dụ: Bài 7 trang 16, Bài 6 trang 23 SGK; Bài 1.5, Bài 1.16, Bài 1.17, Bài 1.21 trong SBT là các bài tập đơn giản, dễ thực hiện nếu HS nắm vững hóa trị, định luật bảo toàn điện tích; Bài 1.6 trang 4 khó hơn các bài tập trước. Để giải được, HS phải phân tích ngược quá trình điện li, nắm vững định luật bảo toàn điện tích, nắm vững hóa trị để có thể suy ra chất ban đầu. Như thế, loại bài tập này phát triển được tư duy của HS; Bài 1.7 và 1.8 trang 4 nâng cao hơn. Đây là dạng toán tổng hợp, HS rèn luyện tư duy thông qua xử lí các số liệu cụ thể để giải bài toán. Do đó, kiến thức các em được bao quát, kĩ năng viết được thành thạo hơn. GV có thể biên soạn thêm một số BT tổng hợp tương tự nhằm giúp HS vận dụng linh hoạt kiến thức vào tình huống thực tế, phát triển tư duy. Hạn chế: Một số bài trong câu hỏi chưa thống nhất cách dùng từ. Ví dụ, Bài 7 trang 16: “Viết phương trình điện li của các chất sau trong dung dịch”; Bài 6 trang 23: “Viết phương trình điện li của các chất sau trong nước”; Các bài trong SGK thì không nói là điện li trong nước hay dung môi nào? Thực tế, các chất điện li chỉ điện li khi tan trong dung môi phân cực (thường là nước). Theo chúng tôi, chúng ta nên thống nhất dùng câu hỏi là viết phương trình điện li của các chất điện li trong nước (hoặc dung môi nước). Như thế yêu cầu bài tập trở nên rõ ràng, đồng thời nhấn mạnh vai trò của dung môi. Có những chất điện li trong nước phân li tạo thành ion, ion trong nước có thể tiếp tục phân li nếu vẫn còn khả năng phân li. Ví dụ 2.16: + 2-2 4 4Na HPO 2Na + HPO ;  2- 3- +4 4HPO PO + H ; Vậy khi viết, HS sẽ lúng túng không biết viết phương trình ở giai đoạn đầu là đủ, hay phải viết tiếp nếu còn phân li? Theo chúng tôi, cần có yêu cầu đề bài thật rõ ràng. Bài 1.6 trang 4, Bài 1.7 và 1.8 trang 4 là dạng bài tập nâng cao hơn. Loại bài tập này phát triển được tư duy của HS. Tuy nhiên, trong SGK không có kiểu bài này, SBT chỉ có một bài, như thế số lượng còn hơi ít. GV có thể soạn thêm bài tập để HS rèn luyện tư duy hơn nữa. 2.4.3. Dạng 3: Độ điện li α, hằng số phân li Mức độ đạt được: - Hiểu độ điện li, cân bằng phân li là gì? - Vận dụng để giải một số bài tập có nội dung liên quan. Nhận xét về bài tập SGK và SBT: SGK: 2 ví dụ và 7 bài tập Ví dụ SGK trang 8: Trong dung dịch CH3COOH 0,043M, cứ 100 phân tử hòa tan chỉ có 2 phân tử phân li ra ion, độ điện li là: 2 0,02 2% 100     Ví dụ SGK trang 10: Ở 250C độ điện li của CH3COOH trong dung dịch 0,10M là 1,32%, trong dung dịch 0,043M là 2% và trong dung dịch 0,01M là 4,11%. Bài 2 trang 10: Chất điện li mạnh có độ điện li A. α=0. B. α =1. C. α <1. D. 0<α<1. Bài 3 trang 10: Chất điện li yếu có độ điện li A. α=0. B. α=1. C. 0<α<1. D. α<0. Bài 7 trang 10: Cân bằng sau tồn tại trong dung dịch: CH3COOH H+ + CH3COO- Độ điện li α của sẽ biến đổi như thế nào? a) Khi nhỏ vào vài giọt dung dịch HCl. b) Khi pha loãng dung dịch. c) Khi nhỏ vào vài giọt dung dịch NaOH. Bài 6 trang 10: a) Chứng minh rằng độ điện li α có thể tính bằng công thức sau: 0 C C   . Trong đó C0 là nồng độ mol của chất hòa tan, C là nồng độ mol của chất hòa tan phân li ra ion. b) Tính nồng độ mol của CH3COOH, CH3COO- và H+ trong dung dịch CH3COOH 0,043M, biết rằng độ điện li α của CH3COOH bằng 20%. Bài 6, 7 trang 20: 6- Ka (CH3COOH) =1,75.10-5 ; Ka( HNO2) =4,0.10-4. Nếu hai axit có nồng độ mol bằng nhau và ở cùng nhiệt độ, khi quá trình điện li ở trạng thái cân bằng, đánh giá nào dưới đây là đúng? A. 3 2 + + CH COOH HNO H > H       ; B. 3 2 + + CH COOH HNO H H       ; C. 3 2CH COOH HNO pH > pH ; D. - -3 2 CH COO NO       . 7- Hai dung dịch axit đưa ra ở câu 6 có cùng nồng độ mol và ở cùng nhiệt độ, axit nào có độ điện li lớn hơn? SBT: 5 bài tập Bài 1.10 trang 5: Có một dung dịch chất điện li yếu. Khi thay đổi nồng độ của dung dịch (nhiệt độ không đổi) thì A. độ điện li và hằng số điện li đều thay đổi. B. độ điện li và hằng số điện li đều không đổi. C. độ điện li thay đổi và hằng số điện li không đổi. D. độ điện li không đổi và hằng số điện li thay đổi. Bài 1.11 trang 5: Có một dung dịch chất điện li yếu. Khi thay đổi nhiệt độ của dung dịch (nồng độ không đổi) thì A. độ điện li và hằng số điện li đều thay đổi. B. độ điện li và hằng số điện li đều không đổi. C. độ điện li thay đổi và hằng số điện li không đổi. D. độ điện li không đổi và hằng số điện li thay đổi. Bài 1.12 trang 5: Có một dung dịch axit axetic CH3COOH (chất điện li yếu). Nếu hòa tan vào dung dịch đó một ít tinh thể natri axetat CH3COONa (Chất điện li mạnh), thì nồng độ ion H+ có thay đổi không, nếu có thì thay đổi thế nào? Giải thích. Bài 1.13 trang 5: Trong 1ml dung dịch axit nitrơ ở nhiệt độ nhất định có 5,64.1019 phân tử HNO2, 3,6.1018 ion NO2-. 1. Tính độ điện li của axit nitrơ trong dung dịch ở nhiệt độ đó. 2. Tính nồng độ mol của dung dịch nói trên. Bài 1.36 trang 8: Dung dịch axit fomic 0,007M có pH=3. a) Tính độ điện li của axit fomic trong dung dịch đó. b) Nếu hòa tan thêm 0,001mol HCl vào 1 lít dung dịch đó thì độ điện li của axit fomic tăng hay giảm? Giải thích. Nhận xét: Bài tập trong SGK và SBT đã giúp HS thấy được: Dựa vào độ điện li có thể đánh giá định tính chất điện li mạnh hay yếu (bài 2 và 3 trang 10 SGK). Cân bằng điện li là cân bằng động cũng có hằng số cân bằng K và tuân theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê. (SGK: ví dụ trang 10, bài 7 trang 10, bài 6, 7 trang 20, SBT: 1.36 trang 8 câu b). Tính độ điện li dựa vào công thức 0 n n   , chứng minh và sử dụng công thức 0 C C   SGK: ví dụ trang 8, bài 6 trang 10, bài 6, 7 trang 20; SBT: bài 1.13 trang 5, 1.36 trang 5 câu a). Hạn chế: Mỗi vấn đề cần khắc sâu thì có số lượng bài tập chưa nhiều, chưa phong phú. Bài 7 trang 10 câu hỏi nên có yêu cầu giải thích để HS hiểu sâu và khắc sâu được kiến thức hơn. Nên có thêm bài tập tính toán để chứng minh định lượng sự phụ thuộc của độ điện li của chất điện li yếu vào nồng độ dung dịch (pha loãng dung dịch thì độ điện li tăng). Trong dung dịch, ngoài cân bằng điện li của chất điện li yếu còn có cân bằng điện li của nước. Do đó, để tránh làm phức tạp bài toán nhưng đồng thời nhắc nhở HS rằng trong dung dịch nước cũng điện li nhưng rất yếu có thể bỏ qua được. Theo chúng tôi, ta cần có câu giả thiết bỏ qua sự điện li của nước. Bài tập tính độ điện li ngoài dựa vào số phân tử hòa tan và số phân tử phân li 0 n n   (căn bản nhất) ta có thể suy luận để còn có thể tính toán dựa vào số mol, nồng độ, vào hằng số phân li K...do mối quan hệ giữa các đại lượng này. 2.4.4. Dạng 4: Tính nồng độ mol các ion có trong dung dịch chất điện li Mức độ đạt được: - Biết viết chính xác phương trình điện li của chất điện li mạnh, yếu. - Vận dụng linh hoạt các công thức toán khi làm bài tập. Yêu cầu 1: Tính nồng độ các ion có trong dung dịch các chất điện li mạnh Nhận xét về các bài tập SGK và SBT: SGK: 1 ví dụ và 2 bài tập Ví dụ SGK trang 9: Trong dung dịch Na2SO4 0,1M, nồng độ ion Na+ là 0,2M và nồng độ ion 2-4SO là 0,1M. Bài 5 trang 10: Tính nồng độ mol của cation và anion trong các dung dịch sau: a) Ba(NO3)2 0,10M. b) HNO3 0,020M. c) KOH 0,010M. SBT: không có bài tập cụ thể mà ghép vào bài toán tổng hợp khác. Nhận xét: Để tính nồng độ mol các các ion trong dung dịch, HS phải tính số mol các ion trước rồi mới tính được nồng độ. Do thể tích dung dịch không đổi nên tỉ lệ về nồng độ mol bằng tỉ lệ về số mol nên người ta có thể tính nồng độ mol cua các ion nhanh chóng bằng cách suy trực tiếp từ nồng độ chất điện li mạnh ban đầu. SGK cho bài tập đánh giá định lượng này khá đơn giản, bài tập cho trực tiếp nồng độ ngay từ đầu, HS chỉ cần viết phương trình điện li đúng, thế nồng độ vào phương trình đúng là có thể hoàn thành được bài toán. Qua dạng toán này HS được khắc sâu kiến thức về quá trình điện li của chất điện li mạnh, được rèn luyện kĩ năng thế dữ kiện vào phương trình và tính toán chính xác. Hạn chế: Theo chúng tôi, bài tập SGK và SBT chưa nhiều, chỉ đơn giản có hai bài, cho dữ kiện bài tập cũng đơn giản. Như thế HS chưa nâng cao tính tích cực, khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức, kĩ năng tính toán vào tình huống phức tạp hơn. Do đó, theo chúng tôi, GV có thể biên soạn thêm bài tập bằng cách thay đổi linh hoạt dữ kiện bài toán phong phú, phức tạp hơn để rèn luyện tư duy cho HS, tăng cường hứng thú học tập. Chẳng hạn chúng tôi đưa thêm một số ví dụ sau: Ví dụ 2.17: Tính nồng độ mol ban đầu của dung dịch NaCl và nồng độ mol của các ion trong dung dịch sau khi điện li hoàn toàn a) 5 lít dung dịch có hòa tan 0,3 mol NaCl. b) 0,2 lít dung dịch có hòa tan 8,775 gam NaCl. Ví dụ 2.18: Tính nồng độ mol ban đầu của dung dịch HNO3 10%. Biết khối lượng riêng của dung dịch là d = 1,054g/ml và khối lượng dung dịch là 100gam. Ví dụ 2.19: Trộn lẫn 500ml dung dịch NaOH 1M với 200ml dung dịch NaOH 30% (khối lượng riêng dung dịch là 1,33 g/ml). Tính nồng độ mol của các ion có trong dung dịch sau khi trộn. Với bài toán này, HS sẽ gặp khó khăn nếu không chú ý: - Không tính được số mol của NaOH trong dung dịch 30%. - Vdd sau = Vdd 1 + Vdd 2 - Số mol ion Na+, OH- sau bằng tổng số mol Na+, OH- trong 2 dung dịch đầu. Hoặc: Tính nồng độ mol từng dung dịch, nồng độ mol của các ion trong từng dung dịch rồi cộng nồng độ lại. Trường hợp khi tham khảo một số bài tập ở các sách tham khảo, HS sẽ gặp những bài toán mà chất điện li mạnh có α < 1. Như vậy HS sẽ rất lúng túng. GV cần giải thích rõ đó là giá trị độ điện li biểu kiến. Và khi biên soạn bài tập, GV cần chú ý hạn chế những bài tập như vậy. Ví dụ 2.20: Hòa tan 14,9g KCl vào một lượng nước vừa đủ 0,5 lít dung dịch. Tính nồng độ mol của ion K+ và Cl- trong dung dịch. Biết rằng có 85% số phân tử hòa tan trong dung dịch phân li thành ion. Trường hợp H2SO4 là chất điện li mạnh, điện li hoàn toàn ở nấc 1, còn nấc 2 điện li yếu: + - - + 2- 2 4 4 4 4 H SO H + HSO ; HSO H + SO . Tuy nhiên hằng số phân li axit khá lớn Ka2 =10-2 nên trong tính toán người ta xem như điện li hoàn toàn ở nấc 2: + 2-2 4 4 H SO 2H + SO . Vì vậy, khi biên soạn bài tập thêm, GV cần ghi thêm giả thiết điện li hoàn toàn ở nấc 2 cho HS không bị lúng túng khi giải. Yêu cầu 2: Tính nồng độ các ion có trong dung dịch các chất điện li yếu Nhận xét về bài tập SGK và SBT: SGK: 2 bài tập Bài 10 trang 16: Có hai dung dịch sau: a) CH3COOH 0,1M (Ka=1,75.10-5). Tính nồng độ mol của ion H+. b) NH3 0,1M (Kb=1,8.10-5). Tính nồng độ mol của ion OH-. Bài 10 trang 23: Tính nồng độ mol của ion H+ trong dung dịch HNO2 0,10M, biết rằng hằng số phân li axit của HNO2 là Ka=4,0.10-4. SBT: 2 bài tập Bài 1.14 trang 5: Dung dịch axit axetic 0,6% có khối lượng riêng xấp xỉ 1g/ml. Độ điện li của axit axetic trong điều kiện này là 1,0%. Tính nồng độ mol của ion H+ trong dung dịch đó (bỏ qua sự điện li của nước). Bài 1.20 trang 6: Axit propanoic (C2H5COOH) là một axit hữu cơ, muối của axit này được dùng để bảo quản thực phẩm lâu bị mốc. Hằng số phân li của axit propanoic: Ka=1,3.10-5. Hãy tính nồng độ ion H+ trong dung dịch C2H5COOH 0,10M. Nhận xét: Chất điện li yếu khi tan trong nước chỉ một phần các phân tử hòa tan phân li ra ion; việc tính toán nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch còn phụ thuộc vào hằng số phân li ở điều kiện nhiệt độ nhất định, phụ thuộc vào độ điện li của chất. Bài tập cho cụ thể, điển hình như muốn tính nồng độ cân bằng của ion trong dung dịch chất điện li yếu phải biết nồng độ, độ điện li hoặc hằng số phân li. Hạn chế: Nồng độ ion trong dung dịch chất điện li yếu chỉ tính được phải là nồng độ lúc cân bằng. Nhưng các bài tập không nhắc đến yếu tố về thời điểm cân bằng, như thế chưa đầy đủ bản chất cân bằng động trong dung dịch chất điện li yếu. Bài 10 trang 16: trong câu hỏi chỉ yêu cầu tính nồng độ ion H+ và OH- mà không chỉ rõ là yếu tố cân bằng và có ở trong dung dịch. Không nhắc đến việc xét bỏ qua sự điện li của nước (chỉ có bài 1.14 trang 5 SBT nhắc). Số lượng bài tập còn ít. 2.4.5. Dạng 5: Axit-bazơ –muối theo thuyết Bron-stêt Mức độ đạt được: - Biết thế nào là axit, bazơ theo thuyết A-rê-ni-ut và thuyết Bron-stêt. - Ưu điểm của thuyết Brons – stêt. Nhận xét về bài tập SGK và SBT: SGK: 3 ví dụ + 5 bài tập Thí dụ 1 sgk trang 12: - +3 2 3 3CH COOH + H O CH COO + H O Trong phản ứng này, CH3COOH nhường H+ cho H2O, CH3COOH là axit, H2O nhận H+, H2O là bazơ. Theo phản ứng nghịch CH3COO– nhận H+, CH3COO– là bazơ, còn H3O+ (ion oxoni) nhường H+, H3O+ là axit. Thí dụ 2 sgk trang 13: + -3 2 4NH + H O NH + OH NH3 là bazơ, H2O là axit. Theo phản ứng nghịch NH4+ là axit và OH– là bazơ. Thí dụ 3 sgk trang 13: - + 2- 3 2 3 3HCO + H O H O + CO - 3HCO và +3H O là axit, 2H O và 2-3CO là bazơ. - - 3 2 2 3HCO + H O H CO + OH - 3HCO và -OH là bazơ, 2H O và 2 3H CO là axit. Bài 5 trang 16: Theo thuyết Bron-stêt thì nhận xét nào sau đây là đúng? A. Trong thành phần của bazơ phải có nhóm OH. B. Axit hoặc bazơ có thể là phân tử hoặc ion. C. Trong thành phần của axit có thể không có hiđro. D. Axit hoặc bazơ không thể là ion. Bài 8 trang 16: Hãy cho biết các phân tử và ion sau là axit, bazơ hay hưỡng tính theo thuyết Bron-stêt: HI, CH3COO-, H2PO4-, PO43-, NH3, S2-, HPO42-. Giải thích. Bài 7 trang 23: Ion nào dưới đây là axit theo thuyết Bron-stêt: A. 2-4 ;SO B. 3;NH C. -3;NO D. 2-3 .SO . Bài 8 trang 23: Theo thuyết Bron-stêt, ion nào dưới đây là bazơ? A. Cu2+ ; B. Fe3+ ; C. BrO- ; D. Ag+. Bài 9 trang 23: Ion nào sau đây là lưỡng tính theo thuyết Bron-stêt? A. Fe2+ ; B. Al3+ ; C. HS- ; D. Cl-. SBT: 2 bài tập Bài 1.18 trang 6:Trong các phản ứng dưới đây, ở phản ứng nào nước đóng vai trò là một axit, ở phản ứng nào nước đóng vai trò là bazơ (theo Bron-stêt). + - 2 3 3 2 3 2 2 + - 3 2 4 4 2 4 2 ; ; ; 1. HCl + H O H O + Cl 2. Ca(HCO ) CaCO + H O + CO 3. NH + H O NH + OH 4. CuSO + 5H O CuSO .5H O.    Bài 1.34 trang 8:Theo định nghĩa của Bron – stêt, các ion: Na+, +4NH , 2-3CO , CH3COO, -4HSO , K+, Cl- , -3HCO là axit, bazơ, lưỡng tính hay trung tính? Tại sao? Nhận xét: Ví dụ SGK đã chỉ cho HS biết được khái niệm axit, bazơ theo Bron-stêt và biết cách chứng minh vai trò của chúng. Các bài tập tiếp theo giúp HS thấy được ưu điểm của thuyết Bron-stêt so với thuyết A-rê-ni-ut. Bài tập nội dung này đưa ra khá nhiều, phong phú, giới thiệu được rất nhiều phân tử hoặc ion để HS vận dụng làm bài các axit, bazơ, lưỡng tính. Hạn chế: Có rất nhiều bài nhưng chỉ tập trung chứng minh một chất là axit, bazơ, lưỡng tính theo Bron – stêt bằng cách cho trao đổi proton với H2O. Và kết quả thấy được vẫn là có ion OH-, H+ trong dung dịch. Như thế nhiều HS chưa thực sự phân biệt được 2 thuyết khác như thế nào, chưa thấy được tầm khái quát rộng của thuyết Bron– stêt: Axit, bazơ, lưỡng tính (các bài tập chỉ mới làm rõ vấn đề này). Áp dụng cho bất kì dung môi nào có khả năng nhường và nhận proton thậm chí là cả khi vắng mặt dung môi (chưa thấy bài tập làm rõ vấn đề này). Vì vậy theo chúng tôi, GV cần biên soạn thêm bài tập liên quan nhằm cho HS thấy rõ hơn bản chất của sự nhường và nhận proton (chứ không phải là sự phân li ra H+, OH-); ion H+ không tồn tại tự do mà tồn tại dưới dạng H3O+... Từ đó GV nhấn mạnh cho HS biết rằng trong chương trình phổ thông, chủ yếu xét dung môi nước nên cả hai thuyết đều cho kết quả giống nhau và ion H3O+ được viết đơn giản là H+. 2.4.6. Dạng 6: pH của dung dịch các chất điện li Mức độ đạt được: