Hệ thống những bài thực nghiệm phần hóa đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

------------

NGUYỄN THỊ NHUNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHỮNG BÀI

THỰC NGHIỆM PHẦN HÓA ĐẠI CƢƠNG

VÔ CƠ HUẤN LUYỆN HỌC SINH GIỎI

CẤP QUỐC GIA, QUỐC TẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI − 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

------------

NGUYỄN THỊ NHUNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHỮNG BÀI THỰC NGHIỆM

PHẦN HÓA ĐẠI CƢƠNG VÔ CƠ HUẤN LUYỆN

HỌC SINH GIỎI CẤP QUỐC GIA, QUỐC TẾ

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý

Mã số: 60 44 31

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS. TS. Lê Kim Long

Hà Nội - 2012

MỤC LỤC

Mở đầu........................................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài.....................................................................................................1

2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu......................................................................................2

3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu..........................................................................3

4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.........................................................4

5. Giả thuyết khoa học................................................................................................4

6. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................4

7. Đóng góp mới của đề tài.........................................................................................5

8. Cấu trúc luận văn....................................................................................................5

Chƣơng 1: Tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài..................................6

1.1. Hoạt động nhận thức............................................................................................6

1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong thực hành hoá...........................................8

1.3. Cơ sở lý luận, thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG ở trường THPT Chuyên......10

1.4. Một số vấn đề lý luận về làm thực hành hoá ở trường THPT Chuyên..............14

1.5. Nội dung thực hành đã đề cập trong chương trình phổ thông, đề thi học sinh

giỏi quốc gia và olympic hoá học quốc tế.................................................................17

1.6. Nhận xét bài thi thực quốc gia và quốc tế..........................................................22

Tiểu kết chương 1.....................................................................................................23

Chƣơng 2: Một số bài thực hành rèn luyện kĩ năng cho học sinh giỏi quốc gia,

quốc tế......................................................................................................................24

2.1. Cơ sở lý thuyết chung........................................................................................24

2.1.1. Phân tích định lượng.......................................................................................24

2.1.2. Động học phản ứng.........................................................................................31

2.2. Phân tích nội dung bài thực hành vô cơ trong kì thi ICho.................................35

2.3. Một số bài thực hành đại cương vô cơ đề xuất..................................................39

Bài 1: Xác định hằng số tốc độ phản ứng bậc 2: Sự xà phòng hoá etyl axetat.........40

Bài 2: Xác định hằng số tốc độ phản ứng bậc 1: Phản ứng phân huỷ H2O2 với xúc

tác MnO2...................................................................................................................43

Bài 3: Nghiên cứu cân bằng hoá học của phản ứng khử ion Fe3+

bằng ion I

-...........47

Bài 4: Nghiên cứu sự phân bố chất tan giữa hai dung môi không trộn lẫn CH3COOH

trong hệ dung môi H2O/CCl4....................................................................................51

Bài 5: Tổng hợp vô cơ - Điều chế natri thiosunfat...................................................55

Bài 6: Chuẩn độ gián tiếp xác định thành phần hợp kim..........................................57

Tiểu kết chương 2:....................................................................................................61

Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm.........................................................................62

3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm......................................................................62

3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm.............................................................62

3.3. Tổ chức thực nghiệm.........................................................................................63

3.4. Kết quả thực nghiệm, xử lý và đánh giá số liệu.................................................68

Tiểu kết chương 3.....................................................................................................68

Kết luận chung..........................................................................................................69

Tài liệu tham khảo.....................................................................................................71

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

1 BTHH Bài tập Hóa học

2 Bộ GD & ĐT Bộ giáo dục và đào tạo

3 CNTT Công nghệ thông tin

4 DHHH Dạy học Hóa học

5 DD Dung dịch

6 ĐHKHTN Đại học khoa học tự nhiên

7 ĐHSP Đại học Sư phạm

8 ĐHQG Đại học quốc gia

9 GV Giáo viên

10 HH Hóa học

11 HS Học sinh

12 HSG Học sinh giỏi

13 ICho International Chemistry Olympiad

14 NXB Nhà xuất bản

15 PƢ Phản ứng

16 PPDH Phương pháp dạy học

17 PP Phương pháp

18 PTHH Phương trình Hóa học

19 TN Thí nghiệm

20 THPT Trung học phổ thông

21 TNSP Thực nghiệm sư phạm

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Giáo dục Việt Nam thế kỉ XXI đang đứng trước những thời cơ và thách thức

lớn. Sự phát triển nhảy vọt của khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông

tin và truyền thông đã và đang đưa nhân loại bước sang một giai đoạn phát triển

mới - thời đại của nền kinh tế tri thức.

Trước xu thế hội nhập và toàn cầu hóa đang diễn ra mạnh mẽ như một tất

yếu của dòng chảy thời đại, phát huy nguồn lực con người chính là yếu tố cơ bản, là

nền tảng để thực hiện mục tiêu tăng trưởng kinh tế, phát triển xã hội. Đảng và nhà

nước ta đã xác định phát triển Giáo dục và Đào tạo là quốc sách hàng đầu.

Để thực hiện được chủ trương đó, một trong những nhiệm vụ trọng yếu là

bồi dưỡng tri thức, phát huy tiềm năng ẩn chứa trong mỗi con người. Đặc biệt là

đào tạo bồi dưỡng thế hệ trẻ để các em có thể phát huy tối đa năng lực và tri thức

đóng góp cho công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước. Trước yêu cầu đó, hệ thống

trường THPT chuyên đã được thí điểm triển khai, từng bước khẳng định ưu thế và

mở rộng ở khắp các vùng miền trong cả nước, trở thành những cái nôi quan trọng

góp phần bồi đắp nguyên khí cho nước nhà.

Trong chương trình THPT chuyên, môn hóa học là môn khoa học thực

nghiệm và lí thuyết. Với mục tiêu giúp HS nắm vững những kiến thức khoa học phổ

thông cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ HH,

môi trường và con người. Thông qua đó, hình thành kĩ năng của môn học như: kỹ

năng quan sát, phân tích, so sánh, phán đoán, tính toán, thực hành thí nghiệm...

Kì thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế được tổ chức hàng năm nhằm tìm

kiếm và phát triển những tài năng hoá học cho đất nước. Nội dung bài thi quốc gia

các năm trước chỉ dừng lại ở các bài thi lý thuyết đại cương vô cơ và hữu cơ tức là

mới chỉ đề cập đến một phần mặc dù khá quan trọng của môn khoa học kì diệu này.

Trong khi đó bài thi olympic quốc tế bao gồm cả hai phần rất quan trọng thực hành

và lý thuyết. Chương trình thi của Icho khá rộng và có một số vấn đề khác biệt so

2

với chương trình dạy học môn hóa ở các chương trình cơ bản, nâng cao. Việc huấn

luyện HSG cho kì thi các cấp thường nặng về lí thyết và ít có các nội dung thực

nghiệm. Thực tế, kết quả thực hành của HS Việt Nam thường không cao trong các

kỳ thi Olympic hóa học quốc tế. Từ hai năm trở lại đây, Bộ GD&ĐT đã có chủ

trương tổ chức thi thực hành. Đây là cơ hội để thúc đẩy các nội dung hóa học có

ứng dụng và rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh. Trên cơ sở đó chúng tôi đã

chọn đề tài "Xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần hoá đại cương vô

cơ huấn luyện học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế" nhằm thúc đẩy một bước các

nghiên cứu tăng cường kỹ năng thực hành và thu hút hứng thú của học sinh.

2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình đào tạo nâng cao trình độ giáo viên cho các trường THPT đã

có một số luận văn, luận án về tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập

dùng để bồi dưỡng HSG, học sinh lớp chuyên Hóa như:

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Tiến Hoàn: "Hệ thống lí thuyết, bài tập

cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học dùng bồi dưỡng HSG, HS chuyên hóa học",

bảo vệ 2006 tại trường ĐHSP Hà Nội.

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Thị Lan Phương: "Hệ thống lí thuyết -

Xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại dùng cho bồi dưỡng HSG và chuyên hóa

học THPT", bảo vệ 2008 tại trường ĐHSP Hà Nội.

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Thị Toàn: "Tăng cường năng lực tự

học cho học sinh chuyên hóa học bằng tài liệu tự học có hướng dẫn theo modun

(phần hóa học vô cơ) lớp 12 - THPT", bảo vệ 2009 tại trường ĐHSP Hà Nội.

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Bùi Hương Giang: "Tuyển chọn, xây dựng và

sử dựng hệ thống bài tập lí thuyết phản ứng hóa học dùng bồi dưỡng học sinh giỏi

và học sinh lớp 10 chuyên hóa", bảo vệ năm 2010 tại trường ĐHSP Hà Nội.

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Phạm Kim Ngân: "Xây dựng hệ thống bài tập

trong dạy học hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên hóa theo hướng dạy học tích cực", bảo

vệ năm 2010 tại trường ĐHSP Hà Nội.

3

Luận án của Tiến sĩ Vũ Anh Tuấn: "Xây dựng hệ thống bài tập hóa học

nhằm rèn luyện tư duy trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường phổ

thông", bảo vệ năm 2003 tại trường ĐHSP Hà Nội.

Mới đây nhất là luận án của Tiến sĩ Nguyễn Thị Ngà: "Xây dựng và sử dụng

tài liệu tự học có hướng dẫn theo mođun phần kiến thức cơ sở hoá học chung -

chương trình THPT chuyên hoá học góp phần nâng cao năng lực tự học cho học

sinh", bảo vệ năm 2010 tại trường ĐHSP Hà Nội.

Nhìn chung, các tác giả đã nghiên cứu và tổng hợp khá toàn diện về lí

luận của việc xây dựng và sử dụng BTHH cho HSG, HS chuyên hóa theo

PPDH tích cực. Đồng thời đã đưa ra hệ thống lí thuyết, bài tập và biện pháp sử

dụng nhằm bồi dưỡng HSG hóa có hiệu quả. Tuy nhiên, chưa có luận án nào đề

cập đến phần thực nghiệm. Kết quả học sinh giỏi Icho của Việt Nam luôn đứng

thứ hạng cao từ những năm đầu tham gia đấu trường quốc tế, điều đó chứng tỏ sự

nỗ lực rất lớn của cả Thầy và trò đội tuyển Olympic trong thời gian ôn luyện tập

trung rất ngắn đặc biệt là phần thực hành bởi học sinh phổ thông rất ít được tiếp cận

với bài thực hành, nếu có cũng chỉ là mô phỏng hoặc xem giáo viên làm, trang thiết

bị PTN còn thô sơ và nhiều thiếu thốn. Năm 2011 -2012 trong đề thi quốc gia bắt

đầu xuất hiện bài tập dưới dạng mô tả thực hành, năm nay 2012 - 2013 một số môn

học như Vật lý, Hoá học, Sinh hoc... chính thức có buổi thi thứ ba làm thực hành.

Để giúp các em trong đội tuyển HSG quốc gia và cao hơn nữa là HSG olympic hoá

học quốc tế có tài liệu tham khảo về các bài thực hành, đặc biệt là chuẩn bị cho kì

thi Icho lần thứ 46 tổ chức năm 2014 tại Việt Nam nội dung đề tài xin được lấy tiêu

đề "Xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần hoá đại cương vô cơ huấn

luyện học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế".

3. Mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ nghiên cứu

3.1. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần đại cương vô cơ

giúp cho học sinh chuyên hoá, học sinh yêu thích môn hoá rèn luyện kĩ năng thực

4

hành từ cơ bản đến nâng cao tham gia các kì thi trong khu vực, quốc gia và cao hơn

là olympic hoá học quốc tế nhất là cho kì thi Icho 2014 tổ chức tại Việt Nam.

3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về khảo sát đặc điểm của HSG QG

nói chung và HSG quốc gia tham dự đội tuyển Icho nói riêng.

- Phân tích nội dung bài thực hành trong các đề thi Olympic hoá học quốc tế

các năm gần đây.

- Xây dựng, hệ thống một số bài thực hành đại cương vô cơ dành cho học

sinh giỏi quốc gia và dự tuyển quốc tế.

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc

xây dựng, hệ thống các bài thực hành ở trên.

4. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

4. 1. Khách thể nghiên cứu

Nội dung các bài thi HSG quốc gia, dự tuyển quốc tế và Olympic hoá học quốc tế.

4. 2. Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống các bài thực hành trong các kì thi Icho các năm gần đây. Xây dựng một

số bài sử dụng làm tài liệu nguồn cho đội tuyển vòng 1 và vòng 2 học sinh giỏi hoá.

4.3. Phạm vi nghiên cứu

Phần thực hành hoá học đại cương vô cơ trong các kì thi olympic hoá học

quốc tế các năm gần đây dành cho HS dự thi quốc gia môn hoá và HSG quốc gia

tham dự kì thi HSG quốc tế .

5. Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và hệ thống các bài thực hành có chất lượng cao và khai thác

(sử dụng) một cách có hiệu quả, đúng đối tượng thì có thể góp phần nâng cao kĩ

năng thực hành cho các em học sinh, phần mà các em luôn cảm thấy còn bỡ ngỡ và

non kém, nâng cao hứng thú học tập và chất lượng DHHH cho HSG hóa và có thế

góp phần làm tăng chất lượng HSG quốc gia, quốc tế.

6. Phƣơng pháp nghiên cứu

Sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

5

6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài.

- Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến luận văn: sách, giáo trình, báo, tạp chí,

nội dung chương trình hoá học chuyên sâu, các bài tập chuẩn bị và các đề thi HSG

quốc tế các năm gần đây.

- Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống

hóa, khái quát hóa.

6.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra đặc điểm của HS dự thi học sinh giỏi hóa.

- Quan sát, dự giờ, trao đổi với các giáo viên dạy đội tuyển hóa nhằm phát

hiện vấn đề nghiên cứu.

- Tham khảo ý kiến của các GV có kinh nghiệm giảng dạy các lớp chuyên hóa.

- Thực nghiệm sư phạm.

6.3. Nhóm phương pháp thống kê toán học

- Xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm.

7. Đóng góp mới của đề tài

- Xây dựng, hệ thống một số bài thực hành phần đại cương vô cơ bám sát

chương trình chuyên sâu dành cho HS dự tuyển quốc gia môn hóa và học sinh dự

tuyển Olympic hoá học quốc tế.

- Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài thực hành đã xây dựng và

tuyển chọn nhằm phát triển kĩ năng thí nghiệm, tư duy sáng tạo của HSG trong đội

tuyển quốc gia hóa nói chung và học sinh dự tuyển Olympic quốc tế nói riêng.

8. Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 3 phần chính:

Mở đầu

Nội dung (gồm 3 chương)

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

6

NỘI DUNG

Chƣơng 1

TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Hoạt động nhận thức [14], [16], [27]

1.1.1. Khái niệm nhận thức

Theo quan điểm triết học Mác - Lênin, nhận thức là quá trình phản ánh biện

chứng hiện thực khách quan vào trong bộ óc của con người, có tính tích cực, năng

động, sáng tạo, trên cơ sở thực tiễn.

Theo "Từ điển Bách khoa Việt Nam", nhận thức là quá trình biện chứng của

sự phản ánh thế giới khách quan trong ý thức con người, nhờ đó con người tư duy

và không ngừng tiến đến gần khách thể. Như vậy, nhận thức là một trong ba mặt cơ

bản của đời sống tâm lý con người (nhận thức, tình cảm và hành động). Nó là tiền

đề của hai mặt còn lại và có ảnh hưởng tới các hiện tượng tâm lý khác [14]

.

Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất, những

mối liên hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách

quan mà trước đó ta chưa biết.

Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của tư duy là tính “có vấn đề”.

Tư duy chỉ xuất hiện khi con người gặp và nhận thức được tình huống “có vấn đề”.

Tức là tình huống chứa đựng một mục đích, một vấn đề mới mà những hiểu biết cũ,

hành động cũ tuy còn cần thiết nhưng không đủ sức giải quyết và muốn giải quyết

vấn đề mới đó, con người phải tư duy.

1.1.2. Rèn luyện năng lực nhận thức của học sinh trong quá trình dạy và thực hành

hoá học

1.1.2.1. Rèn luyện năng lực quan sát

Năng lực quan sát là khả năng tri giác có chủ định, diễn ra tương đối độc

lập và lâu dài của con người nhằm phản ánh đầy đủ, rõ rệt các sự vật, hiện tượng và

những biến đổi của chúng.

Cùng với sự phát triển, phức tạp dần lên của đời sống xã hội và của các thao

tác lao động, quan sát trở thành một mặt tương đối độc lập của hoạt động và trở

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Tri%E1%BA%BFt_h%E1%BB%8Dc_M%C3%A1c-L%C3%AAnin&action=edit&redlink=1

7

thành một phương pháp nghiên cứu khoa học cũng như nhận thức thực tiễn trong đó

có quá trình dạy và học hoá học. Thật vậy, muốn ham mê, yêu thích và học giỏi hoá

học thì phải có năng lực quan sát, vì hoá học là khoa học gắn liền với thực nghiệm,

phải thông qua thực nghiệm để làm rõ các vấn đề lý thuyết đồng thời cũng phải

thông qua thực nghiệm để đi đến một số vấn đề lý thuyết mới. Do đó, không có

năng lực quan sát thì học sinh sẽ không thể học giỏi hoá học ngay cả đối với những

học sinh có khả năng tư duy tự nhiên tốt.

Năng lực quan sát ở mỗi học sinh một khác nhau, thể hiện ở mức độ tri giác

nhanh chóng, chính xác những điểm quan trọng, chủ yếu, đặc sắc của sự vật, hiện

tượng nói chung và các sự kiện, hiện tượng hoá học nói riêng. Vì vậy, thông qua các

bài thực hành hoá học giáo viên có nhiều cơ hội rèn luyện năng lực quan sát cho học

sinh. Khi quan sát, giáo viên cần hướng dẫn, yêu cầu học sinh làm tốt các đề xuất sau:

1. Xác định rõ mục đích, ý nghĩa, yêu cầu, nhiệm vụ quan sát.

2. Chuẩn bị chu đáo (cả về tri thức và phương tiện) trước khi quan sát.

3. Tiến hành quan sát có kế hoạch và có hệ thống.

4. Khi quan sát cần tích cực sử dụng phương tiện ngôn ngữ hoá học.

5. Khuyến khích và tạo điều kiện cho học sinh sử dụng nhiều giác quan khi

quan sát nhưng phải đảm bảo an toàn.

6. Cần ghi lại các kết quả quan sát, xử lý những kết quả đó và rút ra những

kết luận cần thiết.

1.1.2.2. Rèn luyện các thao tác tư duy

Có năng lực quan sát tốt, ghi nhận được chính xác sự biến đổi của sự vật,

hiện tượng nhưng không biết xâu chuỗi các hiện tượng đó lại với nhau và đưa ra

những kết luận cần thiết cũng như thể hiện quan điểm cá nhân thì chưa đủ mà cần

phải có tư duy. Vì không có tư duy thì không có sự tiếp thu, không có sự vận dụng

tri thức, HS không học tập được. Do đó, phát triển tư duy đồng nghĩa với việc rèn

luyện các thao tác tư duy là điều vô cùng quan trọng và cần thiết. Dạy và học HH có

nhiều cơ hội để thực hiện nhiệm vụ đó. Tư duy ở mức độ cao hơn có thể được xuất

hiện trong các bài thực hành hoá học chuyên sâu.

8

1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy thực hành hóa học

1.2.1. Năng lực sáng tạo của học sinh

* Khái niệm về năng lực

"Năng lực là những khả năng vận dụng các kĩ năng và kĩ xảo học được hoặc

sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định cũng như sự sẵn sàng về

động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách

nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt"

* Khái niệm về sáng tạo

Theo từ điển tiếng Việt thông dụng: "Sáng tạo là tạo ra giá trị mới, giá trị đó có ích

hay có hại tùy theo quan điểm của người sử dụng và đối tượng nhận hiệu quả dùng"[16]

.

* Những quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh

Dựa vào 2 khái niệm trên chúng ta có thể có những quan niệm về năng lực

sáng tạo cho học sinh như sau:

- Năng lực tự chuyển tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình

huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện hoàn cảnh mới.

- Năng lực biết đề xuất giải pháp khác nhau khi phải xử lí tình huống, khả

năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra giả thuyết hay các dự đoán khác

nhau khi phải lí giải một hiện tượng.

Như vậy, năng lực sáng tạo chính là khả năng tư duy và thực hiện thành công

những điều mới, chưa có khuôn mẫu. Đó là, khả năng ứng dụng, liên hệ một cách

thành thạo và linh hoạt, luôn phù hợp với điều kiện thực tế khách quan; biết và đề ra

những cái mới từ những kiến thức, những bài học được tiếp thu để xử lý các vấn đề

phát sinh đạt hiệu quả tối ưu.

Đối với học sinh phổ thông những gì liên quan đến bài giảng mà các em "tự nghĩ

ra" khi giáo viên chưa dạy, hoặc chưa trao đổi với bạn bè đều có thể coi là sáng tạo[16]

.

1.2.2. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh

Trong quá trình học tập của HS, sáng tạo là yêu cầu cao nhất trong 4 cấp độ

nhận thức: biết, hiểu, vận dụng, sáng tạo. Mỗi HS có thể có những biểu hiện tích

cực thể hiện năng lực sáng tạo của mình như:

9

- Biết tìm ra cách giải quyết mới, ngắn gọn hơn đối với một vấn đề quen thuộc.

- Biết tự tìm ra vấn đề, tự phân tích, tự giải quyết đúng với những bài tập

mới, vấn đề mới.

- Biết phát hiện vấn đề mấu chốt, tìm ra ẩn ý trong những câu hỏi, bài tập

hoặc vấn đề nào đó.

- Biết tận dụng tri thức thực tế để đưa ra nhiều phương án mới đơn giản, phù

hợp thực tế.

- Biết vận dụng tri thức khoa học vào thực tế để đưa ra những sáng kiến, làm

tăng hiệu quả lao động.

- Biết kết hợp các thao tác tư duy và các phương pháp phán đoán, đưa ra kết

luận chính xác ngắn gọn nhất.

- Biết thiết kế linh hoạt một vấn đề, dự kiến nhiều phương pháp giải quyết

phổ biến hay phức tạp.

- Biết kết hợp phương tiện thông tin, khoa học kĩ thuật.

- Mạnh dạn đề xuất những cái mới không theo đường mòn và không theo

những quy tắc đã có.

- Biết biện hộ và phản bác một vấn đề.

1.2.3. Biện pháp rèn luyện

Sáng tạo là một bước nhảy vọt trong sự phát triển năng lực nhận thức của

HS. Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải là bẩm sinh, mà

được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Bởi vậy muốn

hình thành năng lực sáng tạo cho HS, người GV phải dựa vào các biện pháp hữu

hiệu sau để rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS:

- Lựa chọn một logic nội dung thích hợp để có thể chuyển kiến thức khoa

học thành kiến thức của HS, phù hợp với trình độ HS.

- Tạo động cơ hứng thú, tình huống có vấn đề để HS sáng tạo.

- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới.

Trong quá trình xây dựng kiến thức mới, chú ý chỉ ra những khía cạnh có thể vận

10

dụng sáng tạo. Tập cho HS suy nghĩ về những kiến thức đã có, chỗ nào phải đưa ra

kiến thức mới và giải pháp mới.

- Tổ chức hoạt động sáng tạo khi luyện tập, giải bài tập sáng tạo, làm các bài

thực hành tương ứng với kiến thức vừa được học để kiểm nghiệm thực tế từ đó có niềm

tin vào khoa học và kích thích khả năng sáng tạo của học sinh. Ngoài việc vận dụng

một số khái niệm, kiến thức đã học, học sinh phải có những ý kiến độc lập mới mẻ.

- Luyện tập sự suy luận, phỏng đoán và xây dựng giả thuyết.

- Rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo liên hệ giữa lí thuyết với thực tiễn.

- Kiểm tra, đáng giá động viên khuyến khích kịp thời những biểu hiện sáng

tạo của HS[21]

[23]

.

1.3. Cơ sở lý luận, thực tiễn công tác bồi dƣỡng HSG ở trƣờng THPT Chuyên

1.3.1. Vị trí, vai trò của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT:

Năm 2012 đoàn HSG của Việt Nam tham dự kì thi Olympic khu vực châu

á và quốc tế đã xuất sắc dành được 29 tấm huy chương, trong đó đội tuyển hoá học

có 4/4 em đều đạt giải bao gồm 1 huy chương vàng, 2 huy chương bạc và 1 huy

chương đồng[31]

. Không chỉ mang vinh quang về cho Tổ quốc và ngành giáo dục

Việt Nam, kết quả này còn thể hiện chất lượng HSG của nước nhà ngày càng tăng

và đồng đều ở các địa phương. Có được thành tích này phần lớn dựa trên nền kiến

thức của học sinh các trường THPT chuyên các tỉnh, thành phố trên cả nước. Sự nỗ

lực của Thầy và Trò trong hệ thống các trường chuyên đã góp phần làm cho chất

lượng giáo dục Việt Nam dần tiếp cận với giáo dục thế giới. Niềm tự hào này khích

lệ các em yêu thích môn khoa học cơ bản và phát triển tài năng trong lĩnh vực này.

1.3.2. Những phẩm chất và năng lực cần có của HSG Hoá học:

* Quan niệm về học sinh giỏi

Nhìn chung các nước đều dùng hai thuật ngữ chính là gift (giỏi, có năng khiếu) và

talent (tài năng). Luật bang Georgia (Hoa Kỳ) định nghĩa HSG như sau[28]

:

“HSG là học sinh chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng

sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt/và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lý

11

thuyết/khoa học; người cần một sự giáo dục đặc biệt/ và sự phục vụ đặc biệt để đạt

được trình độ tương ứng với năng lực của người đó” - (Georgia Law).

Cơ quan giáo dục Hoa Kỳ miêu tả khái niệm “HSG” như sau: Đó là những

học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí

tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo, nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết chuyên

biệt. Những HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã

hội, văn hóa và kinh tế”.

* Phẩm chất và năng lực của học sinh giỏi hóa học

Mỗi môn học có những yêu cầu về phẩm chất và năng lực cụ thể riêng đặc

trưng cho môn học đó, đối với môn hoá học HSG, HS chuyên phải là các HS có trí tuệ

phát triển tương đối đặc biệt, đó phải là HS hội tụ được các phẩm chất và năng lực sau:

- Có năng khiếu HH, biểu hiện ở chỗ:

+ Có kiến thức HH cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống (chính là nắm vững

bản chất hoá học của các hiện tượng HH).

+ Có khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng và năng lực tư duy HH (biết

phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá cao, có khả năng sử dụng phương pháp

phán đoán mới: qui nạp, diễn dịch, loại suy...).

+ Có khả năng quan sát, nhận thức, nhận xét các hiện tượng tự nhiên, có khả năng

vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo những kiến thức cơ bản và những nhận thức đó

vào những tình huống khác nhau. Có khả năng nhìn nhận một vấn đề từ nhiều góc độ.

+ Biết tìm ra con đường hay nhất, ngắn nhất, độc đáo để đi đến đích và có

khả năng diễn đạt những ý tưởng của mình một cách ngắn gọn, chính xác, súc tích.

+ Có năng lực thực hành tốt, biểu hiện ở chỗ có kĩ năng tiến hành thí nghiệm

hoá học, biết nhận xét hiện tượng và phân tích kết quả thí nghiệm để rút ra kiến thức.

+ Có năng lực về phương pháp nghiên cứu khoa học: biết nêu ra những dự

đoán, lí luận và giải thích cho những hiện tượng xảy ra trong thực tế, biết cách dùng

thực nghiệm để kiểm chứng lại lí thuyết.

+ Có năng lực lao động sáng tạo: Biết tổ hợp các yếu tố, các thao tác để thiết

kế một dãy hoạt động, nhằm đạt đến kết quả mong muốn.

12

- Có lòng say mê đặc biệt với môn HH, có sức khoẻ tốt, có tính kiên trì bền

bỉ để có thể học tập nghiên cứu trong một thời gian dài, có tính khiêm tốn và cầu

tiến. Có ý thức tự học, tự hoàn thiện kiến thức ở mọi nơi, mọi lúc.

- Có kiến thức văn hoá nền tảng vững chắc. Đó là kiến thức các bộ môn bổ

trợ như Toán học, Vật lí, Sinh học, Ngoại ngữ, Tin học và các kiến thức văn hoá

nền như Địa lí, Lịch sử, văn hoá ứng xử…

1.3.3. Kĩ năng cần có của Giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi

Hội nghị quốc tế về giáo dục lần thứ 45 họp tại Giơnevơ (30/09/1996) bàn về

giáo dục cho thế kỉ XXI đã nhấn mạnh: “Muốn có một nền giáo dục tốt, cần phải có

những giáo viên tốt” [28]

. Chất lượng giáo dục Việt Nam mấy năm gần đây được nâng

lên rõ rệt đặc biệt là chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp: khu vực, quốc gia và

quốc tế. Thành tích này thể hiện sự nỗ lực cố gắng của toàn ngành giáo dục mà trọng

tâm là người giáo viên. Với vai trò quan trọng như vậy, những yêu cầu đối với nhà giáo

bồi dưỡng học sinh giỏi được đưa ra trong giai đoạn hiện nay là:

- Nhà giáo phải có phẩm chất đạo đức, tư tưởng tốt. Có tinh thần trách nhiệm

cao trong nghề nghiệp.

- Kiến thức chuyên môn chắc chắn, chuyên sâu.

- Luôn có tinh thần tự học, tự nghiên cứu để không ngừng nâng cao trình độ

chuyên môn.

- Kĩ năng thực hành chuẩn, thành thạo.

- Hướng dẫn học sinh khả năng tự học, tự nghiên cứu trên cơ sở kiến thức cơ

bản vững chắc.

- Đủ sức khoẻ theo yêu cầu nghề nghiệp.

- Yêu thích, đam mê môn học mình phụ trách.

1.3.4. Hiện trạng bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THPT Chuyên

Chất lượng học sinh giỏi ngày càng được nâng cao, đánh giá sự nỗ lực cố

gắng của thầy và trò các trường THPT chuyên trong cả nước, để đạt được kết quả

đó giáo viên và học sinh đã vượt qua không ít những khó khăn. Thành tích nhà

13

trường là yếu tố quan trọng thu hút học sinh giỏi thi đầu vào và yên tâm theo đuổi

môn học của mình.

Để môn học đạt thành tích cao và liên tục trong nhiều năm thì chất lượng

đội ngũ GV dạy môn chuyên được đặt lên hàng đầu bởi GV có giỏi thì mới dạy

được trò giỏi nhưng đây là vấn đề đang được quan tâm của hệ thống các trường

THPT chuyên bởi GV giỏi có kinh nghiệm được chỉ định kiêm nhiệm các công tác

ngoài chuyên môn như chủ nhiệm, tổ trưởng bộ môn, lãnh đạo nhà trường, sở...

hoặc luân chuyển tới các thành phố lớn, đội ngũ kế cận là các GV trẻ mới ra trường

kiến thức và kinh nghiệm còn non lại ít say mê nghề nghiệp vì còn có nhiều vấn đề

chi phối, tác động.

Yếu tố thứ hai quyết định đến kết quả HSG là chính các chất lượng học

sinh, khâu tuyển sinh khoa học, chặt chẽ sẽ tuyển chọn được đội ngũ các em học

sinh có khả năng tư duy tốt nhưng trong số này thì số lượng học sinh có năng khiếu

môn học không nhiều và chưa chắc các em đã thực sự say mê môn học, một số

không yên tâm khi được chọn theo học đội tuyển vì các em và gia đình sợ mất nhiều

thời gian, ảnh hưởng đến sức khoẻ và kết quả học tập chung.

Bên cạnh đó kiến thức ôn thi học sinh giỏi rất rộng và không có giới hạn,

chương trình sách giáo khoa còn nhẹ so với nội dung đề cập trong các đề thi học

sinh giỏi trong khi đó tài liệu tham khảo bây giờ nhiều nhưng số lượng có chất

lượng không nhiều và chưa chính thống.

Cơ sở vật chất và chế độ đãi ngộ với thầy và trò cũng là nguồn động viên

khuyến khích lớn đến công tác bồi dưỡng HSG. Để hỗ trợ cho công tác bồi dưỡng

học sinh giỏi có hiệu quả, các bộ phận gián tiếp như chi bộ, ban giám hiệu, công

đoàn, đoàn thanh niên, giáo viên chủ nhiệm... cũng cần quan tâm đặc biệt và có biện

pháp hỗ trợ đúng mức như tạo điều kiện tốt nhất cho giáo viên và học sinh tham gia

bồi dưỡng học sinh giỏi chẳng hạn như bớt tiết nghĩa vụ, bớt công tác kiêm nhiệm,

bồi dưỡng thoả đáng cho giáo viên, có chế độ học bổng kịp thời cho học sinh. Có

chế độ khen thưởng hợp lý cho Thầy và trò đạt thành tích cao trong học tập, bên

cạnh đó nhà trường cần quan tâm theo giõi và đáp ứng kịp thời các nghiên cứu

14

chính đáng của giáo viên và học sinh về phòng học, mua và photo tài liệu... Phải

xem đây là một nhiệm vụ chiến lược lâu dài.

Năm 2012 -2013 một số môn thi như vật lý, hoá học, sinh hoc...có thêm

buổi thi thực hành nhưng khâu chuẩn bị cho buổi thi này có vẻ chưa được tốt chẳng

hạn như môn hoá học, các bài thực hành đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo (Bộ

GD&ĐT) đưa vào chương trình sách giáo khoa phổ thông nhưng đa số các trường

THPT kể cả THPT Chuyên mấy năm trước đều không đủ điều kiện để hướng dẫn

các em làm, có chăng các em cũng chỉ được xem thí nghiệm mô phỏng hoặc giáo

viên làm mẫu do đa số các trường THPT chuyên đang rơi vào tình trạng thiếu thiết

bị thực hành, trường nào cũng có phòng thí nghiệm nhưng thiết bị nghèo nàn, lạc

hậu và chật chội không đủ điều kiện và độ an toàn cho các em làm thí nghiệm thêm

vào đó nhà trường hầu như chưa có giáo viên chuyên trách sử dụng các thiết bị và

hướng dẫn các em thực hành do vậy công tác dạy thí nghiệm còn rất hạn chế, các

em rất bối rối với các bài thực hành mặc dù mới chỉ đề cập ở những thao tác cơ bản,

đơn giản.

1.4. Một số vấn đề lí luận về làm thực hành hoá học ở trƣờng THPT

1.4.1.Ý nghĩa, tác dụng của thực hành hóa học

Trong dạy học hóa học, thực hành hoá học vừa là phương pháp vừa là

phương tiện hữu hiệu để giúp HS vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc

sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã thu được qua

bài học thành kiến thức của chính mình. Dưới đây chúng tôi chỉ xin trình bày một

số tác dụng rõ rệt mà bài thực hành hoá học đem lại cho HS:

Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú. chỉ có

vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực hành học sinh mới nắm vững kiến thức một cách

sâu sắc và có niềm tin vào khoa học.

Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất.

Rèn luyện kỹ năng HH cho học sinh như kỹ năng quan sát và mô tả thí

nghiệm, thao tác thực hành như sử dụng dụng cụ thí nghiệm, thao tác lấy hoá chất,

cách tiến hành thí nghiệm..., kỹ năng xử lý kết quả thí nghiệm.

15

Thực hành hoá học còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài

liệu mới (hình thành khái niệm, định luật) khi trang bị kiến thức mới, giúp học sinh

tích cực, tự lực, lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững. Điều này thể hiện

rõ khi học sinh làm thực nghiệm định lượng.

Phát huy tính tích cực, tự nghiên cứu, làm việc theo nhóm của học sinh.

Là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh một cách chính

xác, khoa học.

Thực hành hoá học có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên

nhẫn, trung thực, chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học

(có tổ chức, kế hoạch...), nâng cao hứng thú học tập bộ môn.

Sử dụng bài thực hành đúng mục đích, đúng đối tượng sẽ phát triển năng lực

nhận thức, rèn trí thông minh, tư duy logic cho HS. Thông thường GV nên cho học

sinh chuẩn bị nội dung thực hành ở nhà, phân tích cơ sở lý thuyết cần vận dụng

trong bài thực hành, trình bày các dụng cụ và hoá chất cần thiết, các bước tiến hành

thí nghiệm để khi bước vào phòng thí nghiệm các em hình dung quy trình các em

cần làm bên cạnh đó giáo viên phân tích và lưu ý cho các em một số thao tác để bài

thực hành đạt kết quả tốt trong thời gian hợp lý.

Bản thân một bài thực hành có thể chưa có hiệu quả nhất định, vấn đề quan

trọng phụ thuộc chủ yếu vào người tiến hành. GV cần lựa chọn bài thí nghiệm từ

đơn giản đến phức tạp, đúng đối tượng, khai thác triệt để mọi khía cạnh của bài thí

nghiệm, để HS tự mình triển khai cách tiến hành. Trên cơ sở đó có thế sắp xếp các

thao tác sao cho đạt kết quả thí nghiệm tốt trong thời gian ngắn nhất. Từ đó hình

thành tính cẩn thận, tỉ mỉ, kiên trì nhẫn nại cho học sinh.

1.4.2. Phân loại bài thực hành hóa học

Hiện nay có nhiều cách phân loại bài thực hành hoá học. Trên cơ sở nghiên

cứu các tài liệu, công trình nghiên cứu của các tác giả khác nhau, chúng tôi phân

loại bài thực hành dựa theo các căn cứ sau:

1.4.2.1. Dựa vào lĩnh vực nghiên cứu có thể chia bài thực hành thành 3 loại

* Bài thực hành đại cương vô cơ: là các bài nghiên cứu:

16

- Tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học

- Điều chế các đơn chất và hợp chất vô cơ

- Nghiên cứu tính chất hoá học của một số chất vô cơ điển hình

- Điều chế và nghiên cứu phức chất

- Điện hoá: Pin điện và điện phân

* Bài thực hành phân tích: là các bài nghiên cứu:

- Nhận biết các dung dịch các chất vô cơ

- Chuẩn độ các chất có mặt trong dung dịch

- Phân tích mẫu rắn

- Tổng hợp phức chất

* Bài thực hành hữu cơ: là các bài nghiên cứu:

- Tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

- Tách chất và tinh chế chất.

- Nhận biết các hợp chất hữu cơ

1.4.2.2. Dựa vào cách thức thể hiện có thể phân bài tập hóa học thành 2 loại

* Bài thực hành định tính: chủ yếu là nghiên cứu tính chất của các chất đơn lẻ hoặc

trong hỗn hợp.

* Bài thực hành định lượng: làm bài thí nghiệm để thu thập các kết quả như tính

hằng số cân bằng, hằng số tốc độ phản ứng, nhiệt phản ứng, hiệu suất tổng hợp chất,

xác định nồng độ ion có mặt trong dung dịch...

1.4.2.3. Phân loại theo mục tiêu sử dụng có thể chia làm hai loại:

* Bài thực hành làm trực tiếp: Học sinh trực tiếp làm, áp dụng với những bài thực

hành trong đó dụng cụ, thao tác tiến hành đơn giản, hoá chất dễ kiếm và ít độc.

* Bài thực hành bằng quan sát (đề mô, mô phỏng): có thể giáo viên tiến hành hoặc

sử dụng CNTT hỗ trợ. Loại bài tập này áp dụng trong trường hợp thao tác khó,

dụng cụ hoá chất khó kiếm hoặc độc hại...

Trên thực tế, sự phân loại trên chỉ là tương đối, vì giữa các cách phân loại

không có ranh giới rõ rệt, sự phân loại thường để nhằm phục vụ cho những mục

đích nhất định.

17

1.5. Một số nội dung thực hành đã đƣợc đề cập trong chƣơng trình phổ thông,

đề thi học sinh giỏi quốc gia và olympic hoá học quốc tế các năm gần đây:

Thực hành là một lĩnh vực không thể thiếu của hoá học, thực nghiệm được sử

dụng để kiểm chứng lý thuyết đã học và là cơ sở để đưa ra kiến thức mới. Từ thực

nghiệm chúng ta mới đưa hoá học đi sâu vào các ứng dụng trong thực tiễn. Chính vì lẽ

đó nội dung các đề thi Icho luôn có hai phần: lý thuyết (chiếm 60% số điểm) và thực

hành (chiếm 40% số điểm) nhưng trong đề thi chọn HSG quốc gia của nước ta năm

2011 - 2012 bài thực hành mới được ra dưới dạng mô tả lý thuyết và đến năm 2012 -

2013 Việt Nam mới chính thức có một bài thi thực hành hoá riêng.

Hiện nay, ở các lớp chuyên hóa bài thực hành bắt đầu được sử dụng tương

đối phổ biến đặc biệt là cho các em trong đội tuyển học sinh giỏi quốc gia vì lí do:

- Đây là một phần trong kì thi chọn HSG quốc gia, quốc tế.

- Cho phép GV huấn luyện, rèn luyện, kiểm tra kiến thức của HS ở góc độ

hiểu và khả năng vận dụng.

- Hình thành cho HS kỹ năng sắp đặt ý tưởng, diễn đạt, khái quát hóa, phân

tích, tổng hợp... phát huy tính độc lập, tư duy sáng tạo.

1.5.1. Các bài thực hành được đề cập trong chương trình phổ thông:

Lớp Chƣơng trình cơ bản Chƣơng trình nâng cao

10

Bài 1: Một số thao tác thực hành

thí nghiệm hoá học. Sự biến đổi

tính chất của các nguyên tố trong

chu kì và nhóm.

Bài 1: Phản ứng oxi hoá - khử. Bài 2: Phản ứng oxi hoá - khử.

Bài 2: Tính chất hoá học của khí

clo và hợp chất của clo.

Bài 3: Tính chất của halogen.

Bài 3: Tính chất hoá học của

brom và iot.

Bài 4: Tính chất các hợp chất của

halogen.

Bài 4: Tính chất của oxi, lưu

huỳnh.

Bài 5: Tính chất của oxi, lưu

huỳnh.

18


lưu huỳnh.


lưu huỳnh.

Bài 7: Tốc độ phản ứng và cân

bằng hoá học.

11

Bài 1: Tính axit - bazơ phản ứng

trao đổi ion trong dung dịch các

chất điện li.

Bài 1: Tính axit - bazơ phản ứng

trao đổi ion trong dung dịch các

chất điện li.

Bài 2: Tính chất của một số hợp

chất nitơ, photpho.

Bài 2: Tính chất của một số hợp

chất nitơ, photpho. Phân biệt một

số loại phân bón hoá học.

12

Bài 3: Tính chất, điều chế kim

loại, sự ăn mòn kim loại.

Bài 3: Dãy điện hoá của kim loại.

Điều chế kim loại

Bài 4: Ăn mòn kim loại. Chống ăn

mòn kim loại.

Bài 4: Tính chất của natri, magiê,

nhôm và hợp chất của chúng.

Bài 5: Tính chất của kim loại

kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp

chất của chúng.

Bài 6: Tính chất của nhôm và hợp

chất của nhôm.

Bài 5: Tính chất hoá học của sắt,

đồng và những hợp chất của sắt,

crom.

Bài 7: Tính chất hoá học của

crom, sắt, đồng và những hợp chất

của chúng.

Bài 8: Nhận biết một số ion trong

dung dịch

Bài 9: Chuẩn độ dung dịch.

Do đặc thù về đối tượng học sinh tiếp cận nên có sự khác nhau về số lượng

và độ khó bài thực nghiệm của hai chương trình cơ bản và nâng cao. Chẳng hạn

trong bài thực hành về sự ăn mòn kim loại của chương trình hoá học cơ bản lớp 12

đề cập đến thí nghiệm như sau: "Rót vào hai ống nghiệm, mỗi ống khoảng 3ml dd

19

H2SO4 loãng và cho vào mỗi ống một mẩu kẽm. Quan sát bọt khí thoát ra. Nhỏ thêm

2 - 3 giọt dd CuSO4 vào 1 trong hai ống nghiệm. So sánh lượng bọt khí thoát ra ở

hai ống. Rút ra kết luận và giải thích." Còn trong chương trình nâng cao thì đề cập

theo khía cạnh có khó hơn cụ thể "Rót các thể tích dung dịch NaCl đậm đặc bằng

nhau vào 2 cốc thuỷ tinh. Nhúng 1 lá sắt và một lá đồng vào mỗi cốc. Nhỏ vào mỗi

cốc 5 - 7 giọt dd K3[Fe(CN)6] (thuốc thử nhận biết ion Fe2+

). Nối lá Fe với lá Cu

bằng một dây dẫn. Quan sát và giải thích hiện tượng thí nghiệm."

Nhìn chung sau mỗi chương đều có ít nhất một bài thực nghiệm để củng cố

lại kiến thức lý thuyết các em được học nhưng các bài thường mới dừng ở mức độ

đơn giản cả về cách tiến hành, hoá chất, dụng cụ và đa số mang tính chất quan sát

định tính nhằm rèn luyện các kĩ năng thực hành đơn giản cho học sinh như kĩ năng

cầm ống nghiệm, đun hoá chất...

1.5.2. Nội dung đã được đề cập tới của đề thi HSG Quốc gia năm 2012[33]

:

* Phân tích định tính: Học sinh sử dụng 3 hoá chất nhận biết 6 dung dịch mất

nhãn: Ba(NO3)2, Al(NO3)3, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3, Cd(NO3)2.

* Phân tích định lượng:

- Pha chế dung dịch axit oxalic từ chất chuẩn H2C2O4.2H2O

- Dùng dung dịch axit oxalic vừa pha chế chuẩn độ lại dd NaOH 0.10M

- Xác định chất chỉ thị dùng trong quá trình chuẩn độ

Như đã trình bày ở trên phần thực hành chưa được đề cập nhiều trong các đề

thi học sinh giỏi hoá, đề thi năm 2011 - 2012 mới chỉ đưa vào dưới dạng bài tập tự

luận mô tả thí nghiệm phân tích định tính và định lượng bám sát nội dung thi quốc

tế, tuy nhiên xác nhận được tính cấp thiết của môn học nên năm nay 2012 - 2013 Bộ

GD&ĐT đã đưa phần thực hành vào một số môn thi học sinh giỏi quốc gia và

chiếm khoảng 20% tổng số điểm trong đó có môn hoá học. Có thể nói đây là bước

ngoặt trong tổ chức học và thi hoá học, đưa môn học đến gần với thực tiễn cuộc

sống hơn và tiếp cận với nền hoá học quốc tế.

Dựa vào dụng cụ hoá chất Bộ GD&ĐT gửi về các trường THPT Chuyên có

thể dự kiến trong các bài sau:

20

Bài 1: Chuẩn độ đa axit yếu bằng đơn bazơ mạnh.

Bài 2: Chuẩn độ hỗn hợp muối của đa axit yếu bằng axit mạnh.

Bài 3: Chuẩn độ oxi hoá - khử.

1.5.3. Tóm tắt nội dung thực hành phần đại cương vô cơ trong bài thi olympic

hoá học quốc tế các năm gần đây[32]

:

1.5.3.1. Lưu ý trong quá trình làm bài:

Icho luôn có những quy định rất nghiêm ngặt đảm bảo an toàn phòng thí

nghiệm, thao tác sử dụng dụng cụ hoá chất, xử lý chất thải...Chúng ta nên tiếp thu

và hướng dẫn cho học sinh của mình về các nội quy do Icho đề ra để các em có ý

thức làm khoa học phải gắn liền với môi trường và an toàn thí nghiệm:

- Phải mặc áo blue và đeo kính bảo vệ trong suốt quá trình làm bài thực hành.

- Tuyệt đối không ăn uống trong phòng thí nghiệm.

- Có thể phải sử dụng 1 dụng cụ thủy tinh cho nhiều việc khác nhau. Sau khi

hoàn thành mỗi công việc, cần phải rửa sạch dụng cụ trước khi dùng dụng cụ này cho

các công việc khác. Sử dụng chậu rửa ở vị trí gần mình để rửa dụng cụ thủy tinh.

- Sử dụng các thùng có dán nhãn waste container ở dưới các tủ hood hoặc

gần cửa sổ để đổ chất thải rắn cũng như chất thải lỏng. Trên mỗi bàn thí nghiệm đều

có một cốc nhựa (plastic checher) dành cho chất thải là dung dịch nước. Các ống

mao quản thủy tinh được thải bỏ vào ống nhựa có dán nhãn sẵn.

1.5.3.2. Nội dung thực hành đề cập trong đề thi IChO từ năm 2008 - 2012:

Icho 40 Hungary năm 2008:

Bài 2: Chuẩn độ oxi hoá - khử phức chất để xác định nồng độ của dd K4[Fe(CN)6]

và của ion Zn2+

:

1. Chuẩn độ dd K4[Fe(CN)6] trong môi trường H2SO4 bằng dd chuẩn Ce4+

0.05136M với chỉ thị Feroin;

2. Dùng dd K4[Fe(CN)6] vừa chuẩn độ ở trên xác định nồng độ ion Zn2+

với

chất chỉ thị là điphenyl amin.

Bài 3: Nhận biết 8 dd chứa các ion trong số các ion sau đây:

21

Cation: H+, NH4

+, Li

+, Na

+, Mg

2+, Al

3+, K

+, Ca

2+, Cr

3+, Mn

2+, Fe

2+, Fe

3+, Co

2+, Ni

2+,

Cu2+

, Zn2+

, Sr2+

, Ag+, Sn

2+, Sn

4+, Sb

3+, Ba

2+, Pb

2+, Bi

3+,

Anion: OH–, CO3

2–, HCO3

–, CH3COO

–, C2O4

2–, NO2

–, NO3

–, F

–, PO4

3–, HPO4

2–,

H2PO4–, SO4

2–, HSO4

–, S

2–, HS

–, Cl

–, ClO4

–, MnO4

–, Br

–, I

–,

Icho 41 United Kingdum năm 2009:

Bài 2: Xác định hàm lượng Cu và Cl trong phức chất vô cơ của đồng: Anion phức

được tạo bởi các nguyên tố đồng, oxi và clo. Cation là tetrametyl amoni.

1. Xác định đồng: chuẩn độ trong dd đệm amoni pH=10, chất chỉ thị

murexide bằng EDTA 0.02M,

2. Xác định clo: chuẩn độ bằng dd AgNO3 0.1M trong môi trường axit

axetic, chất chỉ thị đicloroflourensen/đextrin.

Bài 3: Xác định nồng độ bắt đầu hình thành các hạt mixen phục vụ trong sản xuất

chất giặt rửa.

Đo độ dẫn điện trước và sau khi hình thành mixen. Thí sinh được cấp một

mẫu thí nghiệm.

Icho 42 Japan năm 2010:

Bài 2: Xác định Fe(II) và Fe(III) dựa vào khả năng tạo phức của chúng với Bpy

theo phương pháp so màu bằng mắt thường

Fe2+

+ 3bpy Fe(bpy)32+

(màu đỏ đậm)

Bài 3: Phân tích một polisaccarit bằng phương pháp polime – polime.

1. Phân tích polisacarit bằng phương pháp chuẩn độ dd keo poli

(đianlylđimetyl amoni clorua) (PDAC) với chất chỉ thị là toluidine blue (TB),

2. Dựa vào phép chuẩn độ trên nhận biết 5 mẫu hữu cơ.

Icho 43 Turkey năm 2011:

Bài 1: Phân tích định lượng hỗn hợp muối MgCl2 và NaCl.

1. Chuẩn độ Cl- bằng AgNO3 với chất chỉ thị là điclofluorensen,

2. Chuẩn độ Mg2+

bằng EDTA với chất chỉ thị EBT.

Bài 2: Điều chế hiđro từ amoni boran

22

1. Thuỷ phân amoni boran (NH3.BH3) trong dung môi polime [poly (4-stiren

sulfunic acid - co - maleic acid)] khi không có xúc tác.

2. Thuỷ phân tương tự trên nhưng dùng thêm xúc tác là dd kali tetra

clopaladate K2[PdCl4].

Icho 44 America năm 2012:

Bài 1: Động học, hiệu ứng đồng vị và cơ chế phản ứng iot hoá axeton.

1. Tiến hành các TN với các nồng độ ban đầu khác nhau ứng với axeton.

2. Tiến hành tương tự với axeton - D6 (H trong axeton được thay thế bằng D)

Lấy số liệu viết biểu thức tốc độ phản ứng và cho biết kH/kD từ đó rút ra nhận xét về

ảnh hưởng của đồng vị tới tốc độ phản ứng.

Bài 2: Điều chế 1 phức chất mangan salen bằng cách cho (Salen)H2 phản ứng với

Mn(II) axetat trong etanol khi có mặt của LiCl,

1. Tổng hợp (salen)MnClx,

2. Phân tích mẫu (salen)MnClx cho trước bằng phương pháp chuẩn độ thể tích

3. Phân tích sắc kí bản mỏng (TLC) của (Salen)MnClx,

1.6. Nhận xét bài thi thực hành quốc gia và quốc tế:

Nội dung thực hành trong các đề Icho các năm gần đây rất đa dạng nhưng tập

trung chủ yếu vào phương pháp phân tích định tính, định lượng ion dưới dạng phức

chất, điều chế hoá chất vô cơ, nghiên cứu động học phản ứng... Nhìn chung bài thực

hành hoá học trong các kì thi ICho quốc tế được xây dựng theo các xu hướng sau:

- Có tính ứng dụng thực tiễn cao. Gắn liền với các công trình nghiên cứu

xuất sắc của quốc gia đăng cai hoặc vấn đề thế giới đang quan tâm.

- Kiến thức cập nhật.

- Thao tác thí nghiệm đơn giản, cơ bản.

- Sử dụng sự hỗ trợ của các thiết bị hiện đại.

- Khuyến khích làm việc theo nhóm.

Đề thi quốc gia mới bắt đầu tiếp cận với thực hành nên chưa đủ dữ kiện để so

sánh tuy nhiên cũng phản ánh được sự tương thích giữa nội dung thực hành của hai đề.

23

Tiểu kết chƣơng 1

Trong chương này chúng tôi đã nghiên cứu một số lý luận cơ bản về hoạt động

nhận thức, năng lực sáng tạo của học sinh. Đưa ra tổng quan các vấn đề lí luận và

thực tiễn về công tác bồi dưỡng HSG, thực trạng của thí nghiệm, thực hành trong

dạy học hóa học của chương trình trung học phổ thông cơ bản, nâng cao và trung

học phổ thông chuyên, trong các kì thi học sinh giỏi cấp quốc gia ở nước ta hiện

nay. Tóm tắt nội dung thực hành hoá học đại cương vô cơ trong đề thi Icho các năm

gần đây. Từ đó nhận xét mối liên hệ giữa chương trình thực hành trong nước với

các đề thi olympic hoá học quốc tế.

24

Chƣơng 2:

MỘT SỐ BÀI THỰC HÀNH RÈN LUYỆN KĨ NĂNG CHO HỌC SINH GIỎI

QUỐC GIA VÀ QUỐC TẾ

2.1. Cơ sở lý thuyết chung

2.1.1. Phân tích định lượng [12], [13], [22]

:

Trong chương trình thực hành hóa học có khá nhiều bài thực hành đại cương

vô cơ sử dụng phương pháp phân tích đặc biệt là phương pháp chuẩn độ đo thể tích.

Một thí nghiệm phân tích định lượng thường bao gồm nhiều giai đoạn kế tiếp hoặc

song song. Nếu mọi giai đoạn thí nghiệm đều được tiến hành cẩn thận, đúng nguyên

tắc thì sẽ thu được kết quả cuối cùng chính xác. Học sinh cần được hướng dẫn và

chuẩn bị thật kỹ trước khi làm thí nghiệm:

- Nắm vững cơ sở lý thuyết của thí nghiệm, hiểu thấu đáo ý nghĩa của từng

thao tác thí nghiệm.

- Nắm vững cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, cách pha chế, chuẩn bị

các hóa chất cần thiết.

- Trình tự thí nghiệm.

- Cách ghi chép và tính toán kết quả thí nghiệm.

Muốn tiến hành thí nghiệm có kết quả tốt trong thời gian định sẵn, không

lãng phí hóa chất, làm hư hỏng dụng cụ, thiết bị, giáo viên cần lưu ý cho học sinh

một số nội quy làm việc trong phòng thí nghiệm. Việc thực hiện các quy tắc, quy

định an toàn lao động thể hiện năng lực và kỹ năng của HS và được đánh giá cùng

với kết quả thu được.

2.1.1.1. Dụng cụ và cách sử dụng:

Bình định mức dùng để đong và pha chế dung dịch. Khi làm việc với bình

định mức cần chú ý cách li các nguồn nhiệt, không nên cầm tay vào phần thân bình

để tránh làm thay đổi dung tích bình. Trước khi làm đầy bình định mức, phải đặt

bình ở vị trí bằng phẳng và được chiếu sáng rõ.

Pipet dùng để chuyển thể tích xác định dung dịch từ bình này sang bình

khác. Khi làm việc với pipet, cần chú ý cách li các nguồn nhiệt kể cả từ tay người

25

thí nghiệm để tránh làm thay đổi dung tích của pipet, khi đọc thể tích phải để pipet

ngang với tầm nhìn của mắt. Khi chuyển chất lỏng sang bình chuẩn độ phải cho chảy

từ từ thì chất lỏng mới chảy hết khỏi pipet. Mặc dù chất lỏng đã chảy hết khỏi pipet

nhưng ở đầu pipet vẫn còn một ít chất lỏng, vì vậy phải chạm nhẹ vài lần đầu pipet

vào bình phần không có dung dịch để chất lỏng chảy ra hết, không thổi pipet để lấy

giọt cuối cùng.

Buret dùng để chuẩn độ dung dịch. Khi làm việc với buret ta phải kẹp buret

vào vị trí thẳng đứng. Trước mỗi lần chuẩn độ phải đổ dung dịch chuẩn vào buret

tới vạch “0” và chú ý làm đầy cả phần cuối và cả khóa buret. Khi đọc chỉ số trên

buret, mắt phải để ở vị trí ngang với phần cong xuống hay cong lên của mặt cong

dung dịch, nhưng tất cả các lần đọc kể cả khi đọc ở vạch “0” và khi đọc mức dung

dịch sau khi chuẩn độ đều phải giống nhau. Khi tiến hành chuẩn độ phải cho dung

dịch chảy ra khỏi buret một cách từ từ để tất cả chất lỏng chảy hết ra khỏi buret,

điều này có ý nghĩa đặc biệt khi chuẩn độ với các dung môi khác nước. Cuối quá

trình chuẩn độ phải nhỏ từng giọt dung dịch, cần tiến hành chuẩn độ vài lần. Kết

quả của quá trình chuẩn độ là giá trị trung bình của các lần chuẩn độ song song. Thể

tích dung dịch chuẩn tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ không được lớn hơn dung

tích của buret để tránh sai số.

2.1.1.2. Nồng độ và pha chế dung dịch:

- Dung dịch là 1 hệ đồng nhất gồm 2 hay nhiều cấu tử.

- Để biểu thị thành phần dung dịch, ta dùng khái niệm nồng độ.

a. Nồng độ dung dịch: là lượng chất tan có trong 1 đơn vị khối lượng hoặc đơn vị

thể tích dung dịch hay dung môi.

- Nồng độ phần trăm khối lượng (C%): là số phần khối lượng chất tan có

trong 100 phần khối lượng dung dịch.

- Nồng độ mol/lít (M): là số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch.

- Nồng độ đương lượng (hay nồng độ nguyên chuẩn (N): là số đương lượng

mol chất tan trong 1 lít dung dịch.

- Nồng độ molan: là số mol chất tan trong 1000 gam dung môi.

26

- Nồng độ phần mol (kí hiệu là x): là số mol chất i chia cho tổng số mol các

chất có mặt trong dung dịch. ii

nx

n

b. Pha chế dung dịch

* Chất gốc trong phân tích thể tích

Dung dịch chuẩn, dung dịch gốc là dung dịch cơ bản trong phân tích thể tích,

khi chuẩn độ dựa vào nó để xác định hàm lượng các chất trong chất phân tích. Việc

pha chế một dung dịch có nồng độ chính xác cần phải tuân theo những quy tắc đặc

biệt về tính chính xác và cẩn thận nghiêm ngặt khi làm việc. Vì thế các chất gốc cần

thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Phải có độ tinh khiết cao (tinh khiết phân tích – tkpt).

- Thành phần hóa học của chất tồn tại trong thực tế phải ứng đúng với công

thức đã dùng để tính toán lượng phải cân.

- Các chất gốc phải bền vững, không hút ẩm, không tác dụng với không khí,

không chảy khi cân, khi pha thành dung dịch nồng độ của nó phải không đổi theo

thời gian.

- Phân tử lượng của chất gốc càng lớn càng tốt vì như thế sẽ làm giảm được

sai số khi cân.

Do phải thỏa mãn các yêu cầu trên nên trong thực tế phân tích định lượng chỉ

có một số chất được chọn làm chất gốc, cho phép đo cụ thể. Ví dụ trong phương

pháp trung hòa: H2C2O4.2H2O và Na2B4O7.10H2O, phương pháp oxy hóa - khử:

K2Cr2O7 và H2C2O4.2H2O, phương pháp Complexon: Na2H2Y.2H2O.

* Pha dung dịch loãng từ dung dịch đặc chuẩn

- Nồng độ được biểu thị bằng nồng độ Mol/lít

C1.V1 = C2.V2 với V2 = V1 + Vn

C1, C2 nồng độ của dung dịch đặc và dung dịch loãng của chất cần pha

V1, V2 thể tích của dung dịch đặc và dung dịch loãng

Vn thể tích nước cần phải thêm vào V1ml dung dịch nồng độ C1

để được V2

ml dung dịch nồng độ C2.

27

Ví dụ: Cần lấy bao nhiêu ml dd HCl 12M để được 250ml dd HCl 0,1M.

Ta có: C1.V1 = C2.V2 2 2

1

1

. 0.1*2502.085

12

C VV ml

C

- Nồng độ được biểu thị theo % khối lượng

C1.d1.V1 = C2.d2.V2

C1; C2; d1; d2; V1; V2: nồng độ, tỷ trọng, thể tích dung dịch đặc và dung dịch loãng

cần pha.

Ví dụ: Cần bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 98% (d=1,84) để pha 1lít dung dịch

H2SO4 5% (d=1,00)?

Áp dụng công thức: C1.d1.V1 = C2.d2.V2 2 2 2

1

1 1

. . 5*1.00*100027.73

. 98*1.84

C d VV ml

C d

- Trộn hai dung dịch cùng một chất có nồng độ khác nhau

Nếu trộn V1ml dung dịch chất nào đó có nồng độ C1 với V2

ml dung dịch chất

đó có nồng độ C2 để được dung dịch C và thể tích V ml. Chúng ta có:

C1.V1 + C2.V2 = C.V hay C1.V1 + C2.V2 = C.(V1 + V2)

Ví dụ: Cần thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl đặc 12M (37%) vào 200ml dung dịch

HCl 0,8M để có được một dung dịch HCl nồng độ 1M.

Ta có: C1.V1 + C2.V2 = C(V1 + V2) 2 2

1

1

( ) 200(1 0.8)3.63

12 1

V C CV ml

C C

2.1.1.3. Các phương pháp chuẩn độ hay gặp trong các đề thi Icho:

a. Dựa vào bản chất của phản ứng trong phân tích thể tích có thể phân loại các

phương pháp phân tích sau:

- Phương pháp trung hòa: dựa vào phản ứng giữa axit - bazơ để định lượng

trực tiếp hay gián tiếp axit, bazơ, muối.

- Phương pháp oxy hóa - khử: dựa vào phản ứng oxy hóa - khử để định

lượng các nguyên tố chuyển tiếp, một số chất hữu cơ và có thể định lượng một cách

gián tiếp các anion vô cơ.

- Phương pháp kết tủa: dựa vào phản ứng tạo thành các hợp chất kết tủa (hợp

chất ít tan).

28

- Phương pháp tạo phức (complexon): dựa vào phản ứng tạo phức chất của

chất cần phân tích và thuốc thử. Nó định lượng được đa số các cation kim loại và

một số anion. Thuốc thử được dùng nhiều nhất là EDTA.

b. Tuỳ theo trình tự tiến hành chuẩn độ người ta chia thành các chuẩn độ sau:

* Chuẩn độ trực tiếp:

- Cách tiến hành: Thêm từ từ dung dịch chuẩn từ buret vào dung dịch định phân

tích X đựng trong bình nón. Thuốc thử tác dụng trực tiếp với chất cần phân tích.

- Cách tính: Dựa vào nồng độ dung dịch chuẩn, thể tích của nó đã tiêu tốn và

phương trình chuẩn độ để tính lượng X phản ứng.

Ví dụ: Tính nồng độ của dung dịch NaOH biết rằng khi chuẩn độ 20ml dùng dịch

đó thì phải dùng vừa hết 22.75ml dung dịch HCl 0.106M.

Phản ứng chuẩn độ: NaOH + HCl NaCl + H2O

Có nNaOH = nHCl CNạOH.VNaOH = CHCl.VHCl

CNaOH = (0.106*22.57)/20 = 0.1206M

* Chuẩn độ ngược:

- Cách tiến hành: Thêm một lượng xác định và dư dung dịch chuẩn R vào

chất cần phân tích. Sau đó chuẩn độ lượng thuốc thử R còn dư lại bằng thuốc thử R'

khác thích hợp. Phương pháp này thường được dùng để định lượng các chất tham

gia các phản ứng xảy ra chậm hoặc không có chất chỉ thị thích hợp để xác định X

bằng phản ứng chuẩn độ trực tiếp.

- Cách tính: Dựa vào thể tích và nồng độ của các dung dịch chuẩn R và R' và

phương trình các phản ứng, ta tính được nồng độ chất cần phân tích.

Chẳng hạn để định lượng Cr trong thép, người ta phân huỷ 1.075g mẫu thép

thành dung dịch rồi oxi hoá hoàn toàn Cr3+

thành CrO42-

. Sau đó thêm vào 25ml

dung dịch chuẩn FeSO4 0.0410M và lượng đủ dung dịch axit sunfuric loãng làm

môi trường. Lượng Fe (II) dư được chuẩn độ bằng 3.70ml dung dịch KMnO4

0.04M. Hãy tính % khối lượng của Cr trong thép.

Các phản ứng xảy ra trong quá trình chuẩn độ:

CrO42-

+ 3Fe2+

+ 8H+

Cr3+

+ 3Fe3+

+ 4H2O

29

MnO4- + 5Fe

2+ + 8H

+

Mn2+

+ 5Fe3+

+ 4H2O

Áp dụng định luật bảo toàn elctron có:

ne (CrO42-

và MnO4-) nhận = ne (Fe

2+) nhường

nCr.3 + 3.7*0.04*5 = 25* 0.041 nCr = 0.095mmol

0.095*52

% *100% 0.4595%1.075*1000

Crm

2.1.1.4. Các chất chỉ thị chuẩn độ

a. Chất chỉ thị cho chuẩn độ axit - bazơ

Chất chỉ thị axit - bazơ là những axit hoặc bazơ hữu cơ yếu có khả năng biến

đổi mầu ở những giá trị pH nhất định và màu của dạng axit khác màu của bazơ. Giả

sử có chất chỉ thị HInd, trong dung dịch có cân bằng sau:

HInd ⇌ H+

+ Ind-

Ka

HInd: dạng phân tử của chất chỉ thị (dạng axit)

Ind-: dạng ion của chất chỉ thị (dạng bazơ)

Nếu cân bằng của phản ứng chuyển dịch về phía bên phải thì dung dịch có

mầu của dạng ion chất chỉ thị. Nếu cân bằng chuyển dịch về phía bên trái thì dung

dịch có mầu của phân tử chất chỉ thị.

Ví dụ: Metyl da cam là một axit tương đối mạnh (pKa=3,7) nên trong dung dịch

trung hòa có mầu vàng vì trong dung dịch dạng ion chiếm ưu thế.

Hind ⇌ H+

+ Ind-

màu đỏ màu vàng

Phenolphthalein là một axit yếu (pKa=9,2) nên trong dung dịch trung hòa cân bằng

chuyển dịch về phía bên trái và dạng phân tử chiếm ưu thế hơn dạng ion.

Hind ⇌ H+

+ Ind-

không màu màu đỏ

30

b. Chất chỉ thị cho chuẩn độ oxi hóa – khử

Chất chỉ thị oxi hoá - khử là những chất hữu cơ có khả năng oxi hoá - khử,

màu của dạng oxi hoá khác màu của dạng khử. Trong dung dịch nó có thể đổi màu

theo điện thế ở những giá trị xác định.

Indoxh + ne ⇌ Indkh

0 oxh[ ]0.059lg

[ ]ind ind

kh

IndE E

n Ind

Màu của chất chỉ thị được quyết định bởi tỉ số nồng độ 2 dạng

[Indoxh]/[Indkh]. Khi Edd thay đổi làm cho tỉ số này thay đổi thì màu của chất chỉ thị

cũng thay đổi.

c. Chất chỉ thị cho chuẩn độ phức chất (Complexon)

Trong phương pháp chuẩn độ complexon, người ta thường dùng các chất chỉ

thị có khả năng tạo với ion kim loại phức có mầu khác với mầu riêng của chất chỉ

thị. Chất đó được gọi là chất chỉ thị kim loại. Như vậy phép chuẩn độ ion kim loại

bằng EDTA gồm 2 giai đoạn sau:

- Phản ứng giữa ion kim loại tự do và chỉ thị complexon.

- Phản ứng giữa chỉ thị complexon và ion kim loại trong phức.

Cơ chế chuyển màu:

Mn+

+ dung dịch đệm pH + Chỉ thị (CTKL). Có phản ứng chung như sau:

Phức chất: [CTKL + Mn+

] + H2Y2-

⇌ MY(4-n)

+ 2H+ + CTKL tự do

màu A màu B

Chất chỉ thị nguyên chất rất khó sử dụng vì chỉ cần một lượng nhỏ đôi khi đã

làm cho màu dung dịch quá đậm, không thể quan sát được sự đổi màu tại điểm tương

đương. Để dễ sử dụng người ta phải pha loãng chúng bằng những hóa chất khác nhau.

2.1.1.5. Quan hệ giữa độ chính xác của phép đo và độ chính xác của tính toán

Kết quả phải tìm không thể nào chính xác hơn độ chính xác của phương pháp

phân tích đã dùng, vì vậy việc tính toán trong phân tích thể tích phải được tiến hành

với độ chính xác sao cho phù hợp với việc đo thể tích dung dịch chuẩn bằng buret.

Các buret dung tích 25 - 50ml chia thành những vạch 0,1ml thì độ chính xác

31

của việc đọc thể tích dung dịch trên buret ấy đạt được 1%ml. Các microburet có thể

tích 1 - 2ml chia thành những vạch 0,01ml thì độ chính xác của việc đọc trên buret đạt

được 1%o ml.

2.1.2. Động học phản ứng[25]

:

2.1.2.1. Tốc độ phản ứng:

a. Khái niệm

Đối với một phản ứng hoá học bất kì theo thời gian tiến hành phản ứng thì

nồng độ (thành phần) của chất tham gia phản ứng giảm đi và nồng độ (thành phần)

của sản phẩm tăng lên.

Ta nhận thấy rằng: Phản ứng xảy ra càng nhanh (tốc độ phản ứng càng lớn) thì

trong một đơn vị thời gian biến thiên nồng độ các chất trong phản ứng càng lớn và

ngược lại. Như vậy có thể dùng độ biến thiên nồng độ của các chất (tham gia hoặc sản

phẩm) trong một đơn vị thời gian làm thước đo tốc độ cho các phản ứng hoá học.

Định nghĩa: Tốc độ phản ứng hoá học của chất tan được xác định bằng biến

thiên nồng độ các chất tham gia (hay sản phẩm) trong một đơn vị thời gian.

Xét phản ứng tổng quát: aA + bB → cC + dD

Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

C

t

(1)

Trong đó: là tốc độ trung bình của phản ứng

C biến thiên nồng độ chất tan trong khoảng thời gian t

Để xác định vận tốc tức thời của phản ứng tại thời điểm t nào đó ta áp dụng ý

nghĩa của bài toán đạo hàm (bài toán vận tốc)

0

limt

t

C dC

t dt

(2)

Để tốc độ phản ứng đơn giá khi tính với mọi chất trong phương trình thì biểu

thức tốc độ tức thời được viết:

. . . .

CA B Dt

dCdC dC dC

a dt b dt c dt d dt

(Ci là nồng độ mol/l)

32

Tốc độ tức thời của phản ứng được biểu diễn theo các chất tham gia như sau:

. .x y

t A Bv k C C

Trong đó: k là hằng số tốc độ của phản ứng

CA; CB là nồng độ của A, B tại thời điểm đang xét

x, y là bậc riêng phần của phản ứng đối với A, B

Chú ý: PƯ có chất khí tham gia có thể viết biểu thức tốc độ theo áp suất riêng phần (Pi).

b. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng:

* Nồng độ chất tham gia (Áp suất với chất khí): tỉ lệ thuận với tốc độ phản

ứng. Với phản ứng phức tạp thì tốc độ phản ứng phụ thuộc vào giai đoạn chậm nhất.

* Nhiệt độ: ảnh hưởng tỉ lệ thuận theo luỹ thừa tới hằng số tốc độ phản ứng:

/. aE RT

k Ae

2

1

2 1

2 1

lg 2.303 ( ).

T a

T

k E T T

k R T T

Ea là năng lượng hoạt hoá của phản ứng

A là hằng số đặc trưng của phản ứng

* Diện tích bề mặt tiếp xúc: diên tích bề mặt tiếp xúc của các chất càng lớn

tốc độ phản ứng càng tăng

* Chất xúc tác: làm tăng tốc độ phản ứng nhưng còn khi phản ứng kết thúc

Bảng 1: Phương trình động học của một số phản ứng đơn giản:

Bậc phản ứng PT động học Thời gian nửa

phản ứng 1/ 2

bậc 0: A

sản phẩm [A] = [A]o - kt o[A]

2k

bậc 1: A

sản phẩm ln[A] = ln[A]o - kt ln 2

k

bậc 2: 2A

sản phẩm

(hoặc A + B

sản phẩm.

[A]o = [B]o)

1 1

[A] [A]o

kt o

1

[A] .k

bậc 2: A + B

sản phẩm.

[A]o [B]o

oo o

o

[A][A]ln ln ([A] [B] )

[B] [B]kt

33

c. Phương pháp xác định bậc phản ứng:

* Phương pháp cô lập Ostwald: Khi xác định bậc riêng phần của một chất người

ta đo tốc độ đầu của phản ứng khi thay đổi nồng độ chất đó, nồng độ các chất còn lại

lấy rất dư so với chất cần xác định để coi như không đổi trong quá trình phản ứng.

* Phương pháp tính thời gian nửa phản ứng: Xác định thời gian với tỉ lệ như

nhau của một chất ở hai nồng độ khác nhau.

2.1.2.2. Cân bằng hoá học:

a. Khái niệm:

Trạng thái cân bằng của một phản ứng là thời điểm mà tại đó tốc độ phản ứng

thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Theo định nghĩa về cân bằng hoá học thì trạng

thái cuối cùng của hệ không thay đổi nếu điều kiện phản ứng được giữ nguyên.

b. Điều kiện cân bằng hoá học:

Theo nhiệt động học thì điều kiện để hệ đạt trạng thái cân bằng là:

dG = .i idn hay G = .i in = 0 (1)

Trong đó: G là biến thiên thế đẳng nhiệt đẳng áp

i là hoá thế của chất i trong hệ

ni là số mol của chất i tương ứng (là hệ số trong phương trình tỉ lượng).

c. Xây dựng hằng số cân bằng:

Xét phản ứng tổng quát của các chất khí lí tưởng:

a A + b B ⇌ c C + d D

Điệu kiện đẳng nhiệt đẳng áp có: pu sp tgG G G (2)

Kết hợp (1) và (2) ta được: pu C D A BG c d a b (3)

Mặt khác ta có: 0 lni i iRT P thay vào (3) ta được:

0 .ln

.

c d

C Dpu pu a b

A B

P PG G RT

P P (4)

Biểu thức (4) là phương trình nhiệt vanhoff.

Khi PA=PB=PC=PD =1atm thì 0

pu puG G

34

Như vậy, 0

puG là biến thiên htế đẳng áp, đẳng nhiệt trong điều kiện áp suất

các chất khí tham gia đều bằng 1atm

Khi đạt trạng thái cân bằng thì 0puG

Khi đó phương trình (4) được viết lại như sau:

0 .ln ln

.

c d

C Dpu pa b

A B

P PG RT RT K

P P (5)

Với Kp là hằng số cân bằng hoá học của phản ứng. .

.

c d

C Dp a b

A B

P PK

P P (6)

Như vậy dựa vào biểu thức (6) ta xác định được hằng số Kp của phản ứng khi

biết được áp suất riêng phần của các chất đầu và cuối của phản ứng.

* Lưu ý: Hằng số cân bằng của phản ứng hoá học chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và

bản chất phản ứng.

Một số biểu thức xác định hằng số cân bằng:

* Đối với khí lý tưởng ta có: . . .i i i iP V n RT P C RT .( ) n

P CK K RT

Với

.

.

c d

C a b

C DK

A B : là biểu thức định luật tác dụng khối lượng được tìm ra bởi

Guldberg và Vage.

* Theo định luật Dalton ta có: i i ii

i i

n P nP P

n P n

Thay vào biểu thức Kp ta được: .

n

p n

i

PK K

n

.

Nếu đặt ii

i

nN

n

là nồng độ phần mol thì ta có . n

p NK K P .

Nếu 0n thì Kp=KC=KN=Kn

d. Các yếu tố ảnh hưởng tới cân bằng hoá học:

Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ - Satơlie: Khi phản ứng hoá học đạt

trạng thái cân bằng nếu thay đổi một trong các yếu tố như nồng độ, áp suất, nhiệt

độ... thì cân bằng chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó.

* Nồng độ chất tan

35

- Nếu tăng nồng độ của chất tham gia hoặc giảm của chất sản phẩm thì cân

bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

- Nếu giảm nồng độ của chất tham gia hoặc tăng của chất sản phẩm thì cân

bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

* Áp suất chất khí:

- Áp suất riêng phần ảnh hưởng tới cân bằng tương tự nồng độ.

- Áp suất hệ (Ph): tg spn hskhi hskhi

+ Nếu n>0: Ph tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, Ph giảm cân bằng

chuyển dịch theo chiều nghịch

+ Nếu n<0: Ph tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, Ph giảm cân

bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

+ Nếu n=0: Ph thay đổi không ảnh hưởng tới cân bằng hoá học.

* Nhiệt độ phản ứng:

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp tới hằng số cân bằng theo biểu thức sau:

2

1

0

2 1

1 2

ln ( ).

T

T

K T TH

K R T T

0H là nhiệt của phản ứng ở điều kiện chuẩn.

R: hằng số khí.

T2; T1 là nhiệt độ tiến hành phản ứng (K).

KT2; KT1: Hằng số cân bằng của phản ứng ở nhiệt độ T2; T1.

2.2. Phân tích nội dung bài thực hành vô cơ trong kì thi Icho:

Chúng tôi nghiên cứu phân tích bài toán thực hành vô cơ trong đề thi Icho 40

năm 2008 tổ chức tại Hungary. Đây là bài thực nghiệm điển hình yêu cầu học sinh

các thao tác thí nghiệm liên quan đến chuẩn độ như pha chế dung dịch K4[Fe(CN)6]

từ chất rắn gốc ban đầu sau đó chuẩn độ lại dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ

oxi hoá - khử với Ce4+

. Sau khi xác định lại nồng độ của chất chuẩn thì dùng

K4[Fe(CN)6] để xác định nồng độ Zn2+

bằng phương pháp chuẩn độ kết tủa.

36

1. Cơ sở lý thuyết:

* Pha chế dung dịch K4[Fe(CN)6] từ chất gốc K4[Fe(CN)6].3H2O. Sau đó

chuẩn độ lại dung dịch bằng dung dịch chứa ion Ce4+

0.05136M trong môi trường

axit H2SO4.

Phản ứng chuẩn độ: [Fe(CN)6]4-

+ Ce4+

⇌ [Fe(CN)6]3-

+ Ce3+

4 3 4 36 6

0 0 0

/ ( ) / ( )1.44 0.36 1.08

Ce Ce Fe CN Fe CNE E E V

Chất chỉ thị feroin (E0 = + 1.06V), màu dung dịch chuyển từ đỏ sang xanh nhạt.

* Chuẩn độ dung dịch chứa ion Zn2+

bằng dd K4[Fe(CN)6] ở trên trong môi

trường axit H2SO4 có mặt K3[Fe(CN)6]:

Phản ứng chuẩn độ: 2Zn2+

+[Fe(CN)6]4-

⇌ Zn2[Fe(CN)6]

Chất chỉ thị điphenyl amin (E0 = +0.76V), chuyển từ không màu sang tím

hơi xanh.

2. Mục đích, yêu cầu:

a. Kiến thức:

- Biết được lý thuyết về dung dịch, cách xác định nồng độ mol/l của dung dịch.

- Lý thuyết về chuẩn độ oxi hoá - khử.

- Viết phương trình chuẩn độ oxi hoá - khử, tính thế của phản ứng.

- Cơ sở để chọn chất chỉ thị tương ứng với từng phép chuẩn độ.

b. Thao tác, kĩ năng thí nghiệm:

- Lấy mẫu chất rắn và cân hoá chất.

- Pha chế dung dịch từ chất rắn gốc.

- Sử dụng bình định mức, pipet, buret.

- Đọc thể tích trong các dụng cụ thí nghiệm trên.

- Chuẩn độ dung dịch.

- Xác định được điểm tương đương bằng chất chỉ thị.

- Ghi chép kết quả thí nghiệm.

c. Kết quả thí nghiệm:

- Nếu sai số < ±5% cho 100% điểm kết quả

37

- Nếu sai số từ ±5% đến ±10% cho 90% điểm kết quả

- Nếu sai số trên ±10% cho 60% điểm kết quả

3. Dụng cụ:

* Dùng chung trong phòng thí nghiệm: Bếp điện được điều chỉnh trước đến

700C đặt trong tủ hút (Hood), nước cất, găng tay cao su, bình đựng chất thải, thùng

đựng thuỷ tinh vỡ và mao quản.

* Trên bàn của thí sinh: Kính bảo hộ, thìa xúc hoá chất, đũa thuỷ tinh, giấy

lau, bình tia nước cất, quả bóp, công tơ hút chia độ, buret, giá đỡ và kẹp, pipet

10cm3, cốc thuỷ tinh 400cm

3, ống chia độ 25cm

3, bình tam giác 200cm

3

4. Hoá chất:

* Dùng chung cho 4 - 6 thí sinh: Dung dịch feroin 0,025 mol/dm3, dung dịch

0,2% điphenyl amin, dung dịch (C6H5)2NH trong axit H2SO4 đặc, dung dịch

K3[Fe(CN)6] 0,1 mol/dm3.

* Ở trên bàn của mỗi thí sinh: 50 mg ZnCl2 khan đựng trong ống nghiệm nhỏ

(đặt trên miếng bọt xốp, có ghi số báo danh), mẫu rắn K4[Fe(CN)6].3H2O có ghi số

báo danh đựng trong bình nhỏ, dung dịch ZnSO4 có ghi nồng độ và đánh số báo

danh (200 cm3), dung dịch Ce

4+ 0,05136 mol/dm

3 (80 cm

3), dung dịch H2SO4 1,0

mol/dm3 (200 cm

3).

5. Tiến hành thí nghiệm

Chuẩn bị dung dịch K4[Fe(CN)6] và xác định chính xác nồng độ của dung dịch:

- Hòa tan mẫu rắn K4[Fe(CN)6].3H2O (M = 422,41 g/mol) vào một bình tam

giác (Erlenmeyer) nhỏ và chuyển định lượng toàn bộ dung dịch vào bình định mức

100,00 cm3.

- Lấy một mẫu 10,00 cm3 dung dịch kali ferohexaxianua(II) từ bình định mức.

Thêm 20 cm3 dung dịnh axit sunfuric nồng độ 1 mol/dm

3 và hai giọt dung dịch chất chỉ

thị feroin vào mẫu trước khi chuẩn độ.

- Tiến hành chuẩn độ với dung dịch Ce4+

nồng độ 0,05136 mol/dm3. Lặp lại

chuẩn độ nếu cần thiết. Ceri(IV) là một tác nhân oxi hóa mạnh trong môi trường

axit và tạo ra Ce(III).

38

Phản ứng giữa ion kẽm và kali ferohexaxianua(II) (potassium hexacyanoferrate(II))

- Lấy 10 cm3 dung dịch kali ferohexaxianua(II) và thêm vào đó 20 cm

3 dung

dịch axit sunfuric nồng độ 1 mol/dm3.

- Tiếp tục thêm vào 3 giọt dung dịch chất chỉ thị (điphenyl amin) và 2 giọt

dung dịch K3[Fe(CN)6]. Chất chỉ thị chỉ hoạt động nếu mẫu có chứa một lượng nhỏ

ion ferohexaxianua(III) (hexacyanoferate(III) [Fe(CN)6]3–

.

- Chuẩn độ từ từ với dung dịch kẽm cho đến khi xuất hiện màu tím hơi xanh.

Làm lại phép chuẩn độ nếu thấy cần thiết.

Chú ý: Điểm tối đa không nhất thiết là dành cho các phương pháp lặp lại các giá trị

được dự đoán bằng lí thuyết.

6. Xử lý kết quả và thang điểm

2a 2b 2c 2d 2e Tổng

40 5 40 10 5 100

a) Thể tích dung dịch Ce4+

đã tiêu thụ:

1

VV

n

b) Phản ứng chuẩn độ:

Tính khối lượng của mẫu: K4[Fe(CN)6].3H2O (m):

c) Thể tích dung dịch kẽm đã tiêu thụ:

22

VV

n

d) Đánh dấu vào câu trả lời đúng.

Chất chỉ thị điphenyl amin thay đổi màu ở điểm kết thúc chuẩn độ:

a) vì nồng của các ion kẽm Zn2+

tăng.

b) vì nồng của các ion [Fe(CN)6]4–

giảm.

c) vì nồng của các ion [Fe(CN)6]3–

tăng.

d) vì chất chỉ thị bị giải phóng ra khỏi phức của nó.

Chất chỉ thị có mặt ở dạng nào trước điểm kết thúc chuẩn độ ?

a) Oxi hóa

b) Khử hóa

39

c) Phức với một ion kim loại

Lúc bắt đầu chuẩn độ thế khử hóa đối với hệ hexaxyanoferrat(II) -

Hexaxyanoferat(III) thấp hơn thế khử hóa của chất chỉ thị điphenyl amin.

a) Đúng

b) Sai

e) Xác định công thức của kết tủa. Trình bày cách xác định của bạn.

Công thức của kết tủa:

7. Lưu ý khi làm thí nghiệm:

- Pipet có hai vạch mức. Lấy dung dịch đến vạch mức thứ hai để đo chính

xác thể tích. Không để tất cả dung dịch chảy ra hết.

- Khi thêm kali ferohexaxianua(II) (potassium hexacyanoferrate(II)),

K4[Fe(CN)6], vào dung dịch chứa các ion kẽm sẽ tạo thành kết tủa ngay lập tức.

Nhiệm vụ của bạn là tìm ra thành phần tỉ lượng của kết tủa không chứa nước trong

tinh thể.

- Phản ứng tạo kết tủa xẩy ra nhanh và định lượng nên có thể dùng để chuẩn

độ. Điểm kết thúc chuẩn độ có thể xác định nhờ một chất chỉ thị oxi hóa – khử,

nhưng nồng độ đầu của dung dịch kali ferohexaxianua(II) cần phải xác định trước.

8. Câu hỏi kiểm tra và mở rộng:

a. Xác định thành phần của hệ tại điểm tương đương?

b. Giải thích tại sao chọn hai chất chỉ thị trong hai trường hợp chuẩn độ?

c. Cho biết thành phần của kết tủa khi chuẩn độ Zn2+

bằng K4[Fe(CN)6]

d. Nêu những sai số khách quan và chủ quan trong hai thí ngihệm.

2.3. Một số bài thực hành đề xuất làm đề nguồn cho kì thi chọn học sinh giỏi

quốc gia và olympic quốc tế[7], [18]

:

Một số bài thực hành dưới đây được để cập từ mức độ đơn giản đến phức tạp

về nội dung kiến thức đến độ khó của thao tác thí nghiệm và tập trung chủ yếu vào

phương pháp chuẩn độ để xác định tốc độ phản ứng, xác định hằng số cân bằng và

nhiệt của phản ứng, xác định thành phần hoá học của hỗn hợp...Cụ thể như sau:

40

Bài 1: Hằng số tốc độ phản ứng bậc 2: Sự xà phòng hoá etyl axetat.


Xét phản ứng động học bậc 2 đơn giản thuỷ phân etyl axetat trong môi

trường kiềm với nồng độ ban đầu không giống nhau:

OH- + CH3COOC2H5

CH3COO

- + C2H5OH

Ban đầu: a b

Thời gian t: -x -x x x

Còn lại: a-x b-x x x

Áp dụng công thức: ( )( )t

dxv k a x b x

dt

( )( )

dxkdt

a x b x

Lấy tích phân hai vế được:2.303 ( )

lg( ) ( )

a b xk

t a b b a x


a. Kiến thức:

- Thiết lập phương trình động học bậc 2 đơn giản.

- Nghiên cứu tốc độ phản ứng thuỷ phân etyl axetat trong môi trường kiềm

bằng phương pháp chuẩn độ ngược.

- Dựa vào kết quả thực nghiệm tính hằng số tốc độ của phản ứng.


- Cách lấy thể tích dung dịch bằng ống đong.

- Sử dụng pipet để lấy dung dịch

- Cho hoá chất vào buret và cách sử dụng.

- Cách chuẩn độ axit - bazơ

- Xác định đúng điểm tương đương

- Ghi chép lại các số liệu thực nghiệm

c. Kết quả thí nghiệm:

Dựa vào số liệu tính hằng số tốc độ trung bình của phản ứng thuỷ phân etyl

axetat. Tuy nhiên do phản ứng thuỷ phân xảy ra chậm nên lượng NaOH cần dùng

41

cho chuẩn độ ban đầu ít do đó học sinh hay bị mắc sai số lớn trong những lần chuẩn

độ đầu tiên. Điểm phần kết quả sẽ được tính dựa vào sai số kết quả của học trò.




3. Dụng cụ:

Bộ điều nhiệt, bình nón có nút nhám, bình nón 100ml, pipet 10 và 25ml,

buret 10 và 25ml, ống đong, đồng hồ bấm giờ.

4. Hoá chất:

Dd NaOH 0.05M, dd HCl 0.05M, phenolphtalein, etyl axetat tinh khiết phân tích

5. Tiến hành thí nghiệm:

- Cho vào bình nón có nút nhám 100ml dd NaOH 0.05M, đậy nút và để bình

vào máy điều nhiệt ở nhiệt độ phòng (khoảng 20 - 300C).

- Chuẩn bị một bình nón chứa 10ml dd HCl 0.05M và thêm vài giọt

phenolphtalen, chuẩn độ bằng dd NaOH 0.05M phải dùng hết 10ml, nếu sai phải

hiệu chỉnh lại nồng độ HCl cho đúng.

- Sau đó cho vào 6 bình nón (dung tích 100ml), mỗi bình 10ml dd HCl

0.05M (vừa hiệu chỉnh) và vài giọt phenolphtalein.

- Khi dung dịch NaOH 0.05M trong bình điều nhiệt ổn định thì cho vào

0.35ml etyl axetat lắc đều, bấm giờ và coi đó là thời gian bắt đầu phản ứng.

- Sau 2, 4, 6, 8, 10, 12 phút dùng pipet lấy nhanh 10ml hỗn hợp phản ứng

trong bình nút nhám cho vào bình nón đã chứa sẵn 10ml dd HCl 0.05M lắc đều và

chuẩn độ ngay (tránh sự thuỷ phân tiếp của este) bằng dd NaOH 0.05M.

- Đun hỗn hợp phản ứng còn lại cách thuỷ trong vòng 20 - 30 phút (nhớ lắp

sinh hàn ngược) ở 70 - 800C để este thuỷ phân hết. Lấy 10ml dd này đem chuẩn độ

như trên.

6. Kết quả thí nghiệm và thang điểm:

a b c d e f Tổng

10 10 50 10 10 10 100

42

a. Viết phương trình thuỷ phân và phương trình chuẩn độ:

b. Thiết lập biểu thức tính hằng số

tốc độ của phản ứng bậc 2 với nồng độ ban đầu các chất không bằng nhau.

c. Tính lượng các chất trong 10ml hỗn hợp phản ứng:

- Lượng chất kiềm ban đầu (a) tương ứng với 10ml dd NaOH 0.05M

- Lượng chất phản ứng sau thời gian (x) tương ứng với số ml dd NaOH

0.05M đã dùng cho mỗi lần định lượng theo thời gian t.

- Lượng este ban đầu (b) tương ứng với số ml dung dịch NaOH 0.05M dùng

cho lần chuẩn độ sau cùng khi este đã được xà phòng hoá hết hoàn toàn.

Tính k theo phương trình (*)ở mỗi giá trị t và rút ra k

STT Thời gian

(phút)

VNaOH

0.05M

2.303

t

(a-x) (b-x) ( )lg

( )

b a x

a b x

k

1 2

2 4

3 6

4 8

5 10

6 12

Vì lượng a, b, x trong thí nghiệm tương ứng theo số ml dd NaOH 0.05M cho

10ml hỗn hợp phản ứng. Mặt khác, theo biểu thức tính tốc độ phản ứng bậc 2 thì

các giá trị a, b và x có thứ nguyên là mol/l nên số hạng (a-b) phải nhân với 0.05 (độ

chuẩn kiềm) và chia cho 10 (10ml cho mỗi phản ứng), do

đó:2.303 ( )

200 lg( ) ( )

b a xk

t a b a b x

(*)

d. Tại sao lại hiệu chỉnh nồng độ axit HCl trong thí nghiệm.

e. Tại sao phải đặt bình đựng NaOH bể điều nhiệt

f. Tại sao phải đun cách thuỷ và hồi lưu phản ứng thuỷ phân để xác định thành phần

cuối cùng của hệ.

43

7. Một số lưu ý khi tiến hành thí nghiệm

- Phải để dung dịch NaOH ổn định nhiệt rồi mới cho etyl axetat vào.

- Màu của dung dịch ở các lần chuẩn độ phải như nhau

- Thao tác của các lần chuẩn độ phải nhanh và chính xác vì khoảng cách giữa

hai lần chuẩn độ có 2 phút.

8. Câu hỏi và mở rộng.

a. Tại sao lại chọn chỉ thị phenolphtalein trong quá trình chuẩn độ

b. Nêu những sai số gặp phải trong quá trình thí nghiệm

Bài 2: Xác định hằng số tốc độ phản ứng phân huỷ H2O2 với xúc tác dị thể MnO2


H2O2 phân huỷ theo phương trình sau: H2O2 → H2O + 1/2O2

Tốc độ phản ứng này tăng lên khi có xúc tác và diễn ra theo 2 giai đoạn:

HOOH cham 2H + 1/2O2 (1)

HOOH + 2H nhanh 2H2O (2)

2H2O2 → 2H2O + O2

Trong động hoá học, nếu một phản ứng diễn ra theo nhiều giai đoạn thì tốc

độ phản ứng tổng quát được xác định bằng tốc độ của giai đoạn chậm nhất. Vì vậy,

ở phản ứng phân huỷ H2O2 thì tốc độ phản ứng được quyết định bởi giai đoạn 1 nên

phản ứng xảy ra tuân theo phương trình động học bậc 1.

Để theo dõi tốc độ phản ứng nói chung, người ta có thể theo dõi sự biến thiên

nồng độ các chất tham gia phản ứng hay chất tạo thành. Trong trường hợp này, việc

theo dõi tốc độ phản ứng theo sản phẩm là oxi sẽ thuận lợi hơn.

Hằng số tốc độ phản ứng phân huỷ H2O2 được tính theo lượng oxi giải phóng

theo thời gian bằng phương trình:2.303

lgt

Vk

t V V

(1)

Trong đó: V là lượng oxi giải phóng ra khi H2O2 phân huỷ hoàn toàn (tương

ứng với nồng độ Co ban đầu của H2O2).

Vt là lượng oxi giải phóng ra khi H2O2 phân huỷ tương ứng với thời

gian t (tương ứng với nồng độ Cx).

44


a. Kiến thức:

- Thiệt lập phương trình động học bậc 1

- Xác định hằng số tốc độ của phản ứng phân huỷ H2O2 với xúc tác MnO2

- Tính thời gian bán huỷ của phản ứng

- Vẽ đồ thị VO2 giải phóng theo thời gian t.

b. Thao tác, kỹ năng thí nghiệm:

- Lắp hệ thống dụng cụ điều chế chất khí như hình vẽ.

- Kiểm tra xem hệ thống có kín không

- Lấy hoá chất bằng ống đong và cho vào phễu chiết

- Cách vặn khoá k và tính thời gian bắt đầu phản ứng

- Cách hạ bình nước để đọc thể tích oxi thoát ra.

c. Kết quả thí nghiệm

- Dựa vào số liệu thực nghiệm tính được hằng số tốc độ, thời gian nửa phản

ứng và vẽ đồ thị biểu diễn Vo2 thoát ra theo thời gian t.




3. Dụng cụ:

Máy điều nhiệt, đồng hồ bấm giờ, phễu chiết 100ml, bình nón 100ml, ống

cao su dẫn khí, bình cầu đáy tròn có nhánh, ống đo khí.

4. Hoá chất

Dd H2O2 0.5%, MnO2 rắn, dd KMnO4 0.1M, dd H2SO4 0.15M

5. Cách tiến hành thí nghiệm:

45

Hình 1: Sơ đồ dụng cụ phản ứng phân huỷ H2O2 với xúc tác dị thể MnO2:

1. Bình phản ứng

3. Phễu chiết chứa H2O2

5. Khoá k

6. Ống đo khí

7. Bình chứa nước

- Lắp dụng cụ như hình vẽ:

- Cho 20ml dd H2O2 0.5% vào phễu chiết (3), đậy nút kín, mở khoá phễu

chiết cho dd H2O2 chảy hết vào bình phản ứng (1) đã chứa sẵn chất xúc tác. Khi

được 1/2 lượng dung dịch thì coi như thời gian bắt đầu phản ứng và bấm giờ.

- Cứ sau 1 phút đọc thể tích oxi thoát ra 1 lần (hạ bình chứa nước (7) ngang

mực nước ở ống đo khí). Đọc 5 - 7 lần giá trị Vt,

- Sau cùng đun cách thuỷ bình phản ứng (1) ở 800C cho đến khi không còn

khí oxi thoát ra. Ghi thể tích oxi thoát ra sau cùng V .

- Có thể tính V bằng cách sau: Cho vào 3 bình nón (trong mỗi bình nón chứa

sẵn 20ml H2SO4 0.15M), 2ml H2O2 0.5% và chuẩn độ dd KMnO4 0.1M cho đến khi

xuất hiện màu hồng nhạt. Tính 2OV trong 20ml H2O2 0.5%.

6. Xử lý kết quả thí nghiệm:

a b c d e f g Tổng

10 5 5 5 25 25 25 100

a. Viết phương trình phân huỷ H2O2 và đề xuất cơ chế phản ứng

b. Thể tích dd H2O2 (ml) ban đầu

c. Thể tích dd KMnO4 đã dùng (ml)

d. Nhiệt độ tiến hành phản ứng (t0c)

e. Thể tích oxi thoát ra theo thời gian (ml)

f. Tính hằng số tốc độ, thời gian nửa phản ứng 1/ 2

46

STT Thời gian phản ứng (s) Vt (ml) tV V

1

2.303lg

Vk

t V V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

g. Lập đồ thị Vo2 giải phóng theo thời gian

7. Lưu ý để thí nghiệm thành công:

- Tiến hành phản ứng có máy điều nhiệt.

- Trước khi mở khoá bình gạn cho dd H2O2 chảy hết vào bình phản ứng (1)

ta phải kiểm tra hệ thống xem đã kín hay chưa? Cách kiểm tra như sau:

+ Dùng khoá k (5) để cho ống đo khí (6), bình pư (1) và khí quyển thông nhau.

+ Nâng bình (7) để cho mực nước trong ống đo khí (6) lên đúng vạch số 0.

+ Đóng khoá (5) không cho thông với khí quyển, cho bình phản ứng (1) và

ống đo khí thông với nhau.

+ Hạ bình chứa nước (7) xuống 3/4 chiều cao của ống (6). Để yên khoảng 5

phút, nếu mực nước trong ống đo khí không thay đổi thì hệ thống đã kín.

- Trong thời gian oxi thoát ra, chú ý hạ bình (7) sao cho mực nước trong ống

đo khí ở bình (7) chênh lệch nhau không nhiều.

8. Câu hỏi và mở rộng:

a. Giá trị V của oxi ở 2 cách xác định có khác nhau không? Tại sao?

b. Tại sao khi cho 1/2 thể tích H2O2 vào bình cầu mới tính thời gian bắt đầu pư?

47

Bài 3. Nghiên cứu cân bằng hoá học của phản ứng: 2Fe3+

+ 3I- ⇌ 2Fe

2+ + I3

-


Xét phản ứng: 2Fe3+

+ 3I- ⇌ 2Fe

2+ + I3

-

3 23

0 0 0

/ /0.77 0.55 0.22

Fe Fe I IE E E V

Xét tại điều kiện chuẩn: 0 / 7.4610 10nF E RT

cK

Hằng số cân bằng của phản ứng được biểu diễn theo phương trình:

2 2 -

3

3+ 2 - 3

[ ] [I ]

[Fe ] [I ]c

FeK

(*)

Thực nghiệm xác định hằng số cân bằng của phản ứng bằng cách xác định

thành phần cân bằng của hệ và sử dụng biểu thức (*)

Thành phần cân bằng của hệ được xác định bằng cách chuẩn độ lượng iot

sinh ra bởi dung dịch natri thiosunfat với chất chỉ thị hồ tinh bột.

Xuất phát từ công thức: 2

1

0

2 1

1 2

ln ( ).

T

T

K T TH

K R T T

Ta có nhiệt của phản ứng được xác định theo công thức:

2

1

1 2

0

2 1

. .lnT

T

c

c

KRT T

KH

T T

Trong đó: Ti

cK là hằng số cân bằng của phản ứng

Ti là nhiệt độ tiến hành phản ứng

0H là nhiệt của phản ứng


a. Kiến thức:

- Xác định hằng số cân bằng của phản ứng khử ion Fe3+

bằng I- ở các nhiệt

độ khác nhau.

- Dựa vào hằng số cân bằng tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng

b. Thao tác, kỹ năng thí nghiệm:

- Sử dụng ống đong, pipet, buret thành thạo.

48

- Tính lại nồng độ đầu của Fe3+

và I-.

- Thực hiện các thí nghiệm chuẩn độ I2 sinh ra bằng Na2S2O3.

- Kết thúc chuẩn độ ở các lần với màu dung dịch như nhau

- Thao tác thí nghiệm của bài yêu cầu nhanh, chính xác

- Làm song song nhiều thí nghiệm trong cùng một khoảng thời gian

- Ghi chép lại kết quả thí nghiệm chính xác, khoa học

c. Xử lý kết quả thí nghiệm

- Từ số liệu thực nghiệm tính nồng độ ban đầu, cân bằng của các ion trong

các bình phản ứng.

- Tính hằng số cân bằng trung bình và hiệu ứng nhiệt của phản ứng, đánh giá

sai số so với lý thuyết:




3. Dụng cụ:

Bộ điều nhiệt, ống đong 100ml, bình nón có nút nhám 150ml, bình nón

200ml, pipet 10ml, buret 25ml.

4. Hoá chất:

Các dung dịch FeCl3 0.03M, KI 0.03M, Na2S2O3 0.05M, H2SO4 0.5M, hồ

tinh bột.

5. Tiến hành Thí nghiệm:

Lấy 6 bình nón khô có nút nhám, chuẩn bị các dung dịch (ml) như sau:

Bình 1 2 3 4 5 6

FeCl3 0.03M 50 55 45

KI 0.03M 50 45 55

- Cho các bình trên vào bộ điều nhiệt ở nhiệt độ phòng (t1) trong vòng 30 phút

- Cho vào bình nón 40ml nước cất và ngâm bình vào hỗn hợp nước đá/muối

(hỗn hợp sinh hàn).

49

- Đổ chung bình phản ứng 1+2 (mẫu 1), sau 10 phút đổ chung bình phản ứng

3+4 (mẫu 2) và sau 10 phút nữa đổ chung bình 5+6 (mẫu 3). Ghi thời điểm đổ chung

các dung dịch là thời điểm bắt đầu phản ứng. Đậy kĩ nút và để vào bình điều nhiệt.

- Với mẫu 1:

+ Sau 25 phút kể từ thời điểm bắt đầu phản ứng, lấy 10 ml dd cho vào bình

chuẩn độ đã được làm lạnh sẵn và lập tức chuẩn độ I2 sinh ra bằng dd Na2S2O3 cho

đến khi màu vàng nhạt thì cho hồ tinh bột vào, rồi chuẩn độ tiếp đến khi mất màu

xanh chàm (sau khi chuẩn độ 1 phút lại xuất hiện màu xanh nhạt trong dd cũng

không ảnh hưởng gì).

+ Cách 30 phút sau lần chuẩn độ thứ nhất thì lấy 10ml lần thứ 2 chuẩn độ.

+ Cách 40 phút (kể từ khi lấy lần thứ 2) thì lấy lần thứ 3, cứ tiếp tục như vậy

cho đến khi hai lần kế tiếp cho kết quả chuẩn độ bằng nhau (chênh lệch không quá

0.2ml) thì có thể xem như phản ứng đạt cân bằng.

- Thực hiện tiếp tục theo trình tự như vậy với mẫu thứ hai và mẫu thứ ba sau

mỗi 10 phút tương ứng.

- Tiến hành làm song song 1 TN nữa ở t2=t1 + 100C. Với mỗi một nhiệt độ

này thu kết quả thực nghiệm cho vào bảng số liệu sau:

6. Xử lý kết quả và thang điểm:

a b c d e f g Tổng điểm

4 25 10 10 45 4 2 100

a. Viết các phương trình phản ứng trong quá trình chuẩn độ

Cho biết phương pháp chuẩn độ đã sử dụng trong bài

b. Tính thể tích dd Na2S2O3 (ml) đã dùng sau mỗi lần chuẩn độ:

Thời gian phản ứng (phút) Bình 1 Bình 2 Bình 3

25

55

95

...

...

...

...

...

...

...

...

...

50

c. Tính thành phần ban đầu và thành phần cân bằng của hệ trong các bình phản ứng

Chất Bình phản ứng 1 Bình phản ứng 2 Bình phản ứng 3

C0 ban

đầu

C cân

bằng

C0 ban

đầu

C cân

bằng

C0 ban

đầu

C cân

bằng

I3-

Fe3+

Fe2+

I-

d. Tính hằng số cân bằng của phản ứng

Với 3 bình ta tính được hằng số cân bằng Kc

Sau đó tính hằng số cân bằng trung bình của mỗi nhiệt độ theo công thức:

1 2 3

3

c c c

c

K K KK

e. Xử lý tương tự (b, c, d) khi tiến hành ở t+100c

f. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng tính theo phương trình:

2

1

1 2

2 1

. .lnT

T

c

c

KRT T

KH

T T

g. Ngay tại điểm tương đương dung dịch có màu:

Màu xanh chàm

Màu vàng nâu

Không màu

Màu xanh rêu

7. Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm:

- Nên chuẩn độ lại Fe3+

và I- trước khi tiến hành thí nghiệm.

- Ở nhiệt độ không đổi oxi hoá dung dịch kali iotđua bằng dung dịch sắt(III)

clorua. pH của hỗn hợp phản ứng được điều chỉnh bằng axit H2SO4 để tránh mọi

phản ứng phụ.

51

- Để theo dõi tiến trình của phản ứng sau khi lấy hỗn hợp phản ứng ở thời

điểm t tiến hành pha loãng nhanh bằng nước và làm lạnh để kìm hãm phản ứng tiếp

tục diễn ra rồi mới tiến hành chuẩn độ để tránh sai số kết quả thí nghiệm.

- Trong phép chuẩn độ I2 bằng dd Na2S2O3 pH dd cần khống chế trong

khoảng từ 3.5 đến 4.0


a. Dựa vào giá trị hằng số cân bằng cho biết chiều hướng của phản ứng.

b. Tại sao phải làm lạnh và pha loãng hỗn hợp phản ứng trước khi chuẩn độ.

Bài 4: Nghiên cứu sự phân bố chất tan giữa hai dung môi không trộn lẫn vào nhau:

CH3COOH trong hệ dung môi H2O/CCl4


Khi lắc chất tan với hai dung môi không trộn lẫn vào nhau, chất tan sẽ phân

bố vào hai dung môi theo định luật Nerst: Adm1 ⇌Adm2

- Nếu chất tan không liên hợp và không phân ly trong cả hai dung môi, khi

đó hệ số phân bố được xác định theo công thức 2

1

CK

C (1)

Với: K là kệ số phân bố

C1; C2 là nồng độ chất tan trong hai dung môi

- Nếu chất tan có độ liên hợp là 2 trong dung môi 2 thì khi đó có hệ số phân bố:

2

2

1

CK

C (2)

. - Nếu chất tan có độ liên hợp là n trong dung môi 2 thì

2

1

n

CK

C (3)

- Nếu chất tan phân li trong dung môi 1 giả sử theo phương trình:

AB ⇌ A+ + B

- Kpli

[C] C1 - x x x

Khi đó có 2

1

pli

xK

C x

và 2

1

CK

C x

(4)

52

Khi xét hệ số phân bố của axit axetic trong hệ hai dung môi H2O/CCl4 để đơn

giản chúng ta bỏ qua sự điện li của axit trong nước và sự đime của axit trong CCl4. Khi

đó áp dụng biểu thức (1) để tính toán kết quả thí nghiệm.


a. Kiến thức:

- Pha chế dung dịch từ dung dịch gốc

- Sự phân bố chất tan CH3COOH trong hai dung môi không trộn lẫn vào

nhau H2O/CCl4


- Sử dụng thành thạo ống đong,bình định mức, pipet, buret...

- Biết cách pha chế dd axit axetic các nồng độ bài yêu cầu từ dd gốc ban đầu

- Chuẩn độ axit axetic bằng dd NaOH với chất chỉ thị phenolphtalein

- Sử dụng phễu chiết khi tiến hành thí nghiệm

- Ghi chép kết quả thí nghiệm khoa học, chính xác

c. Xử lý kết quả

- Dựa vào số liệu thực nghiệm tính toán được hệ số phân bố của axit axetic

trong dung môi nước và dung môi CCl4.




3. Dụng cụ:

Phễu chiết, bình nón 200ml có nút nhám, bình nón 100ml, buret 10ml và

25ml, Pipet 2ml và 10ml, bình định mức 100ml

4. Hoá chất:

Dd axit axetic 1M, dd NaOH 1M, phenolphtalein, ete hoặc CCl4

5. Cách tiến hành Thí nghiệm:

- Từ dd axit axetic 1M pha thành các dd có nồng độ 0.75M; 0.5M và 0.25M.

- Dùng ống hút lấy 2ml mỗi dd cho vào bình nón rồi chuẩn độ bằng dd NaOH

0.1M với chất chỉ thị phenolphtalein (mỗi dd 2 lần và lấy giá trị trung bình '

1V ).

53

- Cho vào 4 phễu chiết theo thứ tự sau:

+ Phễu 1: 25ml dd axit axetic 1M và 25ml CCl4

+ Phễu 2: 25ml dd axit axetic 0.75M và 25ml CCl4



- Lắc đều các phễu chiết trong 3 phút và để yên trong 20 phút (để hỗn hợp tách lớp).

- Chiết tách hai lớp dung dịch ra khỏi nhau

- Dùng pipet lấy khoảng 2ml Ax/H2O mỗi lần (lấy 2 lần) để làm mẫu thử,

chuẩn độ mẫu thử bằng dd NaOH 0.1M với phenolphtalein là chất chỉ thị. Gọi 1V là

giá trị thể tích dd NaOH trung bình đã dùng chuẩn độ axit axetic trong mỗi phễu.

6. Xử lý kết quả và thang điểm:

a b c d e Tổng

50 20 10 10 10 100

Ta có trong trường hợp này thể tích của dung môi nước và CCl4 lấy như

nhau nên nồng độ các dd axit axetic tỉ lệ với thể tích dd NaOH đã dùng để chuẩn độ

là C=a.V (a: là hệ số tỉ lệ, V là số ml dd NaOH đã dùng). Khi đó theo công thức (1),

nếu coi CCl4 là dung môi thứ 2 thì 2 2 2

1 1 1

.

.

C aV VK

C aV V

Sự giảm nồng độ axit axetic trong nước bằng nồng độ axit axetic trong CCl4 nên:

'

2 1 1C C C . Trong đó C2 là nồng độ của axit axetic trong CCl4, C1' là nồng độ axit

axetic trong nước ban đầu (trước lúc trộn CCl4), C1 là nồng độ axit axetic trong

nước sau khi trộn CCl4. Nồng độ tỉ lệ thuận với thể tích nên ta có '

2 1 1V V V

Mẫu ghi kết quả: chất tan:..., dung môi tứ nhất:..., dung môi thứ 2:...

a. Tính thể tích dung dịch NaOH cần chuẩn độ CH3COOH trước và sau khi chiết.

54

b. Tính hệ số phân bố theo bảng số liệu gợi ý sau:

Số bình nồng độ

axit axetic

Số ml NaOH 0.1M VNaOH ứng

với axit

axetic

chuyển sang

CCl4 (ml)

'

2 1 1V V V

Hệ số phân

bố 2

1

VK

V

Trước trộn

'

1V

Sau trộn 1V

1 1M

2 0.75M

3 0.5M

4 0.25M

b. Tại sao dùng chỉ thị phenolphtalein trong quá trình chuẩn độ:

c. Tại sao lại chuẩn độ dd axit axetic trước và sau khi chiết với CCl4:

d. Nếu lấy thể tích CCl4 không bằng thể tích H2O thì có quan hệ nồng độ như trong

bài thí nghiệm sử dụng không?

e. Màu của các dung dịch tại các điểm tương đương:


- CCl4 vẫn tan một phần trong nước

- Axit axetic có bay hơi

- Axit axetic trong nước có điện li và trong CCl4 thì tồn tại một phần dưới

dạng đime.

- Màu của dung dịch các lần chuẩn độ phải lấy giống nhau.


a. Nêu các nguyên nhân sai số của thí nghiệm.

b. Thiết lập biểu thức tính hệ số phân bố khi thể tích hai dung môi không bằng nhau

c. Tại sao phải chuẩn độ lại dung dịch CH3COOH.

d. Tại sao dùng chỉ thị phenolphtalein?

55

Bài 5: Tổng hợp vô cơ - Điều chế natri thiosunfat


Natri thiosunfat là chất ở dạng tinh thể đơn tà, trong suốt và không có màu.

Nó rất dễ tan trong nước, quá trình tan thu nhiệt.

Natri thiosunfat bị oxi hoá dễ dàng bởi các chất oxi hoá mạnh như Cl2,

HOCl, KMnO4, Br2 biến thành ion sunfat:

Ví dụ: 4Cl2 + Na2S2O3 + 5H2O

2NaHSO4 + 8HCl

Chính vì lí do trên mà natri thiosunfat có khá nhiều ứng dụng như chuẩn độ

axit (dựa vào lượng lưu huỳnh sinh ra), chuẩn độ iot và rất nhiều các phản ứng

chuẩn độ gián tiếp khác:

Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + S + SO2 + H2O

Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI

Theo phương pháp công nghiệp natri thiosunfat được sản xuất chủ yếu từ sản

phẩm thải của quá trình sản xuất natri sunfua hay thuốc nhuộm lưu huỳnh.

Trong phòng thí nghiệm muối này được điều chế bằng phương pháp đun

nóng natri sunfit với lưu huỳnh trong hệ dung môi rượu/nước. Hỗn hợp sau phản

ứng được lọc bằng phễu lọc thường để loại S dư rồi kết tinh lại sau đó lọc bằng

phễu lọc hút chân không Buszne nhờ áp lực của nước rồi làm khô.


a. Kiến thức:

- Điều chế một lượng muối natri thiosunfat bằng phương pháp đun nóng hồi

lưu natri sunfit với lưu huỳnh

b. Thao tác, kĩ năng thực hành:

- Biết lắp hệ dụng cụ có gắn sinh hàn hồi lưu tổng hợp Na2S2O3

- Tiến hành thí nghiệm với hệ phản ứng chứa hai chất ở hai pha khác nhau

(rắn - dung dịch)

- Biết cách lọc dung dịch bằng phễu lọc thường và phễu hút chân không buszne

- Biết kết tinh tinh thể, làm khô chất rắn.

c.Tính toán:

56

- Tính khối lượng sản phẩm Na2S2O3 và tính hiệu suất phản ứng





3. Dụng cụ:

Bình cầu đáy tròn 100ml, ống sinh hàn hồi lưu 50 - 60cm, phễu lọc thường,

phễu lọc buszne, ống đong, cốc, giấy lọc...

4. Hoá chất:

Na2SO3.7H2O, lưu huỳnh bột, rượu etylic 900, Dd HCl loãng, nước iot, chỉ

thị vạn năng, nước đá, muối ăn...


- Cân khoảng 10g tinh thể Na2SO3.7H2O cho vào bình cầu, sau đó thêm một

lượng nước xác định để được dung dịch bão hoà tại nhiệt độ đó.

- Cân khoảng 1.5g lưu huỳnh sau đó tẩm ướt bằng rượu etylic rồi đưa vào

bình cầu (lượng S lấy dư hơn tính toán một chút).

- Thêm vào bình phản ứng khoảng 7ml rượu etylic 900.

- Lắp bình với ống sinh hàn, cho vài viên đá bọt rồi đun hồi lưu, vừa đun vừa lắc

toàn bộ hệ thống cho đến khi dung dịch có phản ứng trung tính với giấy quỳ thì dừng.

- Để nguội, lọc bỏ phần S không tan bằng phễu lọc thường, phần dung dịch

được thu vào cốc, đem cô dung dịch trên nồi cách thuỷ đến khi có váng tinh thể, để

nguội rồi ngâm cốc vào nước đá cho Na2S2O3.5H2O kết tinh.

- Lọc hút tinh thể qua phễu lọc bunsne, lấy tinh thể đem làm khô ngoài

không khí.

- Cân khối lượng sản phẩm thu được và tính hiệu suất

6. Tính toán kết quả thí nghiệm:

a b c d e f Tổng

10 10 30 30 10 10 100

a. Cân khối lượng Na2SO3 và S

57

b. Hoà tan Na2SO3 để thu được dd bão hoà

c. Lắc hỗn hợp trong thời gian phản ứng

d. Kết tinh và tính khối lượng Na2S2O3

e. Tính hiệu suất tổng hợp

f. Những yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng

- Độ tinh khiết của hoá chất

- Thao tác thí nghiệm (vừa đun vừa lắc)

- Nhiệt độ và thời gian phản ứng

- Lượng nước trong hệ phản ứng

- Lượng cồn trong hệ phản ứng

7. Lưu ý để thí nghiệm thành công:

- Vì natri thiosunfat tan tốt trong nước nên trong hỗn hợp phản ứng phải hạn

chế bớt nước bằng cách nên hoà tan natri sunfit đun nóng nhẹ.

- Nên vừa đun vừa lắc để tăng tiếp xúc của lưu huỳnh với chất tan trong dd.

- Không nên đun hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ cao quá vì natri thiosunfat sẽ

tự phân huỷ.

- Trong quá trình đun hồi lưu phải cho đá bọt vào bình phản ứng để cho chất

lỏng sôi đều.

- Hầu như không thể tách natri sunfit dư ra khỏi natri thiosunfat.


a. Có phản ứng phụ nào diễn ra trong quá trình phản ứng

b. Tại sao khi tiến hành thí nghiệm lại phải vừa đun vừa lắc

c. Nêu những yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất tổng hợp

d. Nêu vài trò của natri thiosunfat.

Bài 6: Chuẩn độ gián tiếp xác định thành phần hợp kim


- Chất hàn răng hiện nay được ứng dụng rộng rãi và đa dạng. Sản phẩm sử

dụng trên thực tế thường được nhập ngoại để đảm bảo chất lượng. Một trong số các

sản phẩm đó hợp kim amalgam alloy do một nhóm các nhà khoa học của khoa Hóa

58

học, trường Đại học Tổng hợp Hà Nội nghiên cứu và sản suất năm 1981 có thành

phần gần đúng như sau 69%Ag; 27% Sn; 2-3%Cu và 2-3%Zn. Chất lượng của sản

phẩm tương đương với các sản phẩm nhập ngoại nhưng giá thành thì lại rất hợp lý.

Bài thực nghiệm này muốn rèn luyện học sinh sử dụng phép phân tích để xác định

thành phần định lượng của chúng.

- Để xác định hàm lượng các kim loại trong mẫu trước tiên phá mẫu bằng dung

dịch axit HNO3 loãng. Thiếc được tách ra ở dạng SnO2 bằng cách đun dung dịch với

dung dịch H2O2 3%.

3Zn + 8H+ + 2NO3

-

3Zn2+

+ 4H2O + 2NO

3Cu + 8H+ + 2NO3

-

3Cu2+

+ 4H2O + 2NO

3Ag + 4H+ + NO3

-

3Ag+ + 2H2O + NO

3Sn + 8H+ + 2NO3

-

3Sn2+

+ 4H2O + 2NO

Sn2+

+ 2H2O2

SnO2 + 2H2O

- Sau đó quay li tâm lọc, làm khô và cân kết tủa SnO2 từ đó tính khối lượng Sn.

- Phần dung dịch gồm các ion Zn2+

; Cu2+

; Ag+; H

+ và NO3

- được xác định

theo phương pháp chuẩn độ gián tiếp:

+ Trước tiên dùng phương pháp chuẩn độ kết tủa Fajans để xác định lượng

Ag+ trong dung dịch. Trong phép đo bạc này, natri clorua được dùng làm thuốc thử.

Điểm cuối chuẩn độ được xác định nhờ chất chỉ thị hấp phụ, tiêu biểu là

điclofluorensen là một axit hữu cơ yếu.

Ag+ + Cl

-

AgCl

- Sau khi chuẩn độ xong Ag+ phần còn lại chứa hai ion Zn

2+ và Cu

2+ trong

dung dịch sẽ được xác định bằng phương pháp chuẩn độ complexon với axit

ethylenđiamintetraaxetic EDTA là một phối tử sáu càng. Hai ion này tạo phức với

EDTA với hằng số bền gần bằng nhau:

M2+

+ H2Y2-

⇌ MY2-

+ 2H+


a. Kiến thức:

- Pha chế dung dịch

59

- Cách xác định nồng độ dung dịch chưa biết

- Phân tích các chất có trong dung dịch bằng dung dịch chuẩn

- Xác định thành phần chất rắn dựa vào các kết quả chuẩn độ

b. Thao tác, kĩ năng thực hành

- Hoà tan hỗn hợp kim loại trong axit có tính oxi hoá mạnh, có khí độc thoát ra.

- Biết quay li tâm và lọc cân kết tủa

- Chuẩn độ dung dịch: chuẩn độ kết tủa và chuẩn độ complexon

- Xác định đúng điểm tương đương

- Ghi chép số liệu thực nghiệm chính xác, khoa học

c. Xử lý kết quả thí nghiệm

- Dựa vào kết quả thực nghiệm xác định phần trăm khối lượng của các kim

loại trong chất hàn răng.

- Phân tích các sai số của thí nghiệm




3. Dụng cụ:

Máy quay li tâm (dùng chung), ống nghiệm, đèn cồn, bình định mức 250ml,

bình eclen 100ml, pipet 10ml và 50ml, buret 50ml và 100ml.

4. Hoá chất:

Dd muối ăn chuẩn, Dd axit HNO3 1M, Dd H2O2 3%, Dd EDTA chuẩn 0.4M,

Nước cất, Chỉ thị màu EBT; điclofluorensen


- Cân khoảng 3 gam bột mịn gồm Ag; Sn; Cu và Zn. Hoà tan hỗn hợp trong

100ml dd axit HNO3 1M đun nóng nhẹ để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dd A.

- Cho 3ml H2O2 3% vào dd A lắc mạnh để chuyển Sn2+

thành SnO2 sau đó

quay li tâm rồi lọc thu SnO2 làm khô cân nặng.

- Phần dung dịch B thu được đem chuẩn độ bằng dung dịch NaCl 0.5M với

chất chỉ thị điclofluorensen.

60

- Tại điểm cuối chuẩn độ cũng tiến hành li tâm để lọc tách kết tủa rồi lấy

phần dung dịch đem chuẩn độ bằng dd EDTA với chất chỉ thị EBT rồi ghi lại thể

tích các dung dịch NaCl, EDTA.

6. Kết quả thí nghiệm:

a b c d e f Tổng

20 20 20 20 10 10 100

a. Viết phương trình phản ứng chuẩn độ kết tủa xác định khối lượng Sn.

Tính khối lượng SnO2 từ đó tính khối lượng Sn.

b. Tính thể tích dung dịch NaCl đã dùng.

Viết phương trình chuẩn độ Ag+. Tính khối lượng Ag

c. Tính thể tích EDTA đã dùng. Viết phương trình chuẩn độ

d. Tính khối lượng Zn và Cu

e. Tính % khối lượng của từng nguyên tố trong hợp kim

f. Đánh dấu vào câu trả lời đúng:

Nguyên tố nào mắc sai số lớn nhất

Cu Ag Zn Sn


- Sau khi tách SnO2 ra khỏi hỗn hợp thì phải đun nóng để phân huỷ hết H2O2.

- Màu của điểm tương đương trong lần chuẩn độ kết tủa ảnh hưởng rất lớn

đến lần chuẩn độ phức ở dưới


a. Tại sao không dùng axit H2SO4 loãng mà lại dùng axit HNO3 loãng để hoà

tan hh kim loại

b. Còn phương pháp nào khác xác định thành phần hỗn hợp

c. Nêu các nguyên nhân dẫn đến sai số của thí nghiệm

61


Trên cơ sở nghiên cứu và phân tích nội dung chương trình, kiến thức hóa học

chuyên; các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp khu vực, cấp quốc gia phần hóa đại

cương vô cơ và các bài thực hành hóa đại cương vô cơ trong các bài chuẩn bị và các

đề thi thực hành Olympic hóa học quốc tế qua các năm đã xây dựng được sáu bài thí

nghiệm thực hành hóa đại cương vô cơ về nghiên cứu tốc độ phản ứng, cân bằng hoá

học và tổng hợp vô cơ,... Đề xuất hệ thống câu hỏi, thang điểm đánh giá phù hợp với

từng mức độ của các kì thi học sinh giỏi quốc gia và Olympic hóa học quốc tế.

62

Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm

3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

- Thực nghiệm sư phạm nhằm khẳng định mục đích nghiên cứu của đề tài là

thiết thực, khả thi, đáp ứng được yêu cầu cung cấp các bài thực hành nguồn góp

phần nâng cao khả năng thí nghiệm của học sinh THPT chuyên hóa đặc biệt là các

em trong đội dự tuyển quốc gia, quốc tế.

- Xác định mức độ phù hợp, hiệu quả và tính khả thi của việc sử dụng một số

bài thực hành đại cương vô cơ trong dạy thực nghiệm hoá cho học sinh đội tuyển

quốc gia và đội dự tuyển quốc tế.

- Khẳng định được tính khoa học và hiệu quả của đề tài về phát triển năng

lực sáng tạo cho HSG hóa.

3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm

Để đạt được những mục đích trên, thực nghiệm sư phạm triển khai những nội

dung sau:

- Giáo viên chủ động tiến hành một số bài thực nghiệm trong các đề chuẩn bị

ICho và các bài đề xuất.

- Dùng hệ thống các thực nghiệm đã xây dựng ở chương 2 để hướng dẫn các

em trong đội dự tuyển Olympic quốc gia làm thử nghiệm .

- Thu nhận kết quả, phân tích và xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm.

- So sánh kết quả của giáo viên và học sinh thu nhận trong cùng một bài

- Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm để rút ra kết luận

3.2. Nội dung và phƣơng pháp thực nghiệm.

3.2.1. Nội dung thực nghiệm

- Điều tra và phân tích kết quả về đặc điểm của học sinh chuyên hóa.

- Tổ chức các buổi thực hành cho các em HS dự tuyển HSG quốc gia hóa

năm học 2012- 2013.

63

- Kết hợp với cán bộ thực hành chuẩn bị dụng cụ, hoá chất. Phân tích mục

đích yêu cầu và các lưu ý để các em tiến hành thực nghiệm.

- Thu nhận kết quả, hướng dẫn các em sử lý số liệu, đưa ra các câu hỏi và mở

rộng liên quan đến bài thực hành.

- Đánh giá sự phù hợp về nội dung và mức độ của bài thực nghiệm trong giảng

dạy hoá học ở các đối tương học sinh khác nhau.

- Đánh giá về hiệu quả của việc sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm.

- Đánh giá sự phát triển năng lực sáng tạo của HS.

3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Xây dựng nội dung và kế hoạch thực nghiệm.

- Tiến hành thực nghiệm theo nội dung và kế hoạch đã định.

- Thu thập thông tin và xử lí số liệu thực nghiệm.

- Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm.

3.3. Tổ chức thực nghiệm

3.3.1. Đối tượng và phạm vi thực nghiệm

Lựa chọn địa bàn:

* Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm đối với học sịnh dự tuyển HSG quốc

gia của trường Chuyên Thái Bình năm học 2012 - 2013. Nhưng do tính gấp rút của

đề tài và các em trong đội tuyển sắp tham dự kì thi Olympic quốc gia nên không thể

dành nhiều thời gian cho các em làm thực nghiệm được.

* Để khẳng định tính khả thi của đề tài ngoài việc áp dụng cho học sinh đội

tuyển quốc gia các tỉnh, thành phố còn có thể áp dụng làm đề nguồn cho các em

trong đội Olympic Việt Nam tham dự IChO 2013 và các năm tiếp theo.

Lựa chọn giáo viên:

* Giáo viên dạy đội tuyển, giáo viên phụ trách phòng thí nghiệm các trường

THPT chuyên.

* Tiếp tục triển khai các bài thực nghiệm luận văn đề cập giáo viên dạy đội

tuyển các trường chuyên trong đợt tập huấn tổ chức thường niên tại Đại học Khoa

học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và Đại học Sư phạm Hà Nội.

64

Lựa chọn học sinh: Đối tượng học sinh rất phong phú, có thể hướng dẫn các

em học sinh giỏi hoá hoặc các em yêu thích môn hoá. Tuỳ vào đối tượng mà lựa

chọn bài cho hợp lý hoặc cùng một bài mà yêu cầu ở các mức độ khác nhau, cụ thể:

* Học sinh các lớp chuyên hoá.

* Học sinh đội tuyển thi HSG quốc gia hoá của Trường THPT Chuyên Thái

Bình năm 2012 - 2013.

* Học sịnh trong đội dự tuyển Olympic quốc tế.

3.3.2. Thực hiện thí nghiệm:

Chúng tôi trực tiếp làm thực nghiệm một số bài lấy kết quả, trực tiếp hướng

dẫn học sinh làm một số bài trong Icho và bài đề xuất lấy kết quả đối chứng rút ra

các lưu ý để cả thầy và trò tiến hành thí nghiệm đạt yêu cầu. Cụ thể tiến hành các thí

nghiệm sau:

3.3.2.1. Bài 1 trong đề nguồn: Hằng số tốc độ phản ứng bậc 2 - Sự xà phòng hoá

etyl axetat.:

* Mục đích thí nghiệm:

- Rèn kỹ năng chuẩn độ dung dịch.

- Xử lý số liệu thu được để tính hằng số tốc độ phản ứng bậc 2.

* Chuẩn bị thí nghiệm:

- Giáo viên hướng dẫn học sinh chuẩn bị nội dung thí nghiệm trước (phần đề

cập ở chương 2), phân tích, lưu ý từng thao tác thí nghiệm cho các em.

* Nội dung thí nghiệm:

- Cho vào bình nón có nút nhám 100ml dd NaOH 0.05M, đậy nút và để bình

vào máy điều nhiệt ở nhiệt độ phòng (khoảng 20 - 300C).

- Chuẩn bị một bình nón chứa 10ml dd HCl 0.05M và thêm vài giọt

phenolphtalen, chuẩn độ bằng dd NaOH 0.05M phải dùng hết 10ml, nếu sai phải

hiệu chỉnh lại nồng độ HCl cho đúng.

- Sau đó cho vào 6 bình nón (dung tích 100ml), mỗi bình 10ml dd HCl

0.05M (vừa hiệu chỉnh) và vài giọt phenolphtalein.

65

- Khi dung dịch NaOH 0.05M trong bình điều nhiệt ổn định thì cho vào

0.35ml etyl axetat (tính sao cho nồng độ khoảng 0.033M) lắc đều, bấm giờ và coi

đó là thời gian bắt đầu phản ứng.

- Sau 2, 4, 6, 8, 10, 12 phút dùng pipet lấy nhanh 10ml hỗn hợp phản ứng

trong bình nút nhám cho vào bình nón đã chứa sẵn 10ml dd HCl 0.05M lắc đều và

chuẩn độ ngay (tránh sự thuỷ phân tiếp của este) bằng dd NaOH 0.05M.

- Đun hỗn hợp phản ứng còn lại cách thuỷ trong vòng 20 - 30 phút (nhớ lắp

sinh hàn ngược) ở 70 - 800C để este thuỷ phân hết. Lấy 10ml dd này đem chuẩn độ

như trên.

* Xử lý kết quả thí nghiệm:

- Kết quả tính toán lý thuyết hằng số tốc độ của phản ứng: k= 0.645(M-1

ph-1

) [25].

- Kết quả giáo viên làm:

2.303 ( )200 lg

( ) ( )

b a xk

t a b a b x

(*)

Tính k theo phương trình (*)ở mỗi giá trị t và rút ra k

STT Thời gian

(phút)

VNaOH

0.05M

2.303

t

(a-x) (b-x) ( )lg

( )

b a x

a b x

k

1 2 0.4 1.1515 9.6 6.2 9.42.10-3 0.638

2 4 0.8 0.5758 9.2 5.8 0.0199 0.674

3 6 1.1 0.3838 8.9 5.5 0.02857 0.645

4 8 1.4 0.2879 8.6 5.2 0.038 0.644

5 10 1.7 0.2303 8.3 4.9 0.0484 0.656

6 12 2.0 0.1919 8.0 4.6 0.0599 0.676

Giá trị 1 10.656( . )k M ph , sai số 1.7%

Kết quả tìm được của 6 học sinh

học sinh 1 2 3 4 5 6

k 0.845 0.763 0.697 0.608 0.572 0.581

Sai số 31% 18.3% 8.1% 5.7% 11.3% 9.5%

66

* Nguyên nhân:

Nhìn chung sai số thí nghiệm của các em trong bài thực hành tương đối lớn

do các nguyên nhân khách quan và chủ quan sau:

- Khách quan:

+ Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm không chuẩn

+ Hoá chất để lâu, độ tinh khiết không cao

+ Phòng thí nghiệm không có bể điều nhiệt.

+ Độ khó của bài thí nghiệm là nhanh, chính xác

- Chủ quan: Thao tác thí nghiệm của các em chưa tốt cụ thể

+ Lấy hoá chất từ bình phản ứng đem chuẩn độ

+ Xác định điểm tương đương

+ Đọc hoá chất trên các dụng cụ phân tích

3.3.2.2. Bài 5 trong đề nguồn: Tổng hợp vô cơ - điều chế natri thiosunfat:

* Mục đích:

- Các em nắm được quy trình điều chế một hợp chất vô cơ, làm quen và sử

dụng các thiết bị thì nghiệm đi kèm.

* Chuẩn bị thí nghiệm

- Giáo viên chuẩn bị dụng cụ và các hoá chất cần thiết

- Yêu cầu học sinh chuẩn bị lý thuyết về bài thực hành trước khi thí nghiệm

* Nội dung

- Cân khoảng 10g tinh thể Na2SO3.7H2O cho vào bình cầu, sau đó thêm một

lượng nước xác định để được dung dịch bão hoà tại nhiệt độ đó.

- Cân khoảng 1.5g lưu huỳnh sau đó tẩm ướt bằng rượu etylic rồi đưa vào

bình cầu (lượng S lấy dư hơn tính toán một chút).

- Thêm vào bình phản ứng khoảng 7ml rượu etylic 900.

- Lắp bình với ống sinh hàn, cho vài viên đá bọt rồi đun hồi lưu, vừa đun vừa lắc

toàn bộ hệ thống cho đến khi dung dịch có phản ứng trung tính với giấy quỳ thì dừng.

- Để nguội, lọc bỏ phần S không tan bằng phễu lọc thường, phần dung dịch

được thu vào cốc, đem cô dung dịch trên nồi cách thuỷ đến khi có váng tinh thể, để

nguội rồi ngâm cốc vào nước đá cho Na2S2O3.5H2O kết tinh.

67

- Lọc hút tinh thể qua phễu lọc bunsne, lấy tinh thể đem làm khô ngoài

không khí.

- Cân khối lượng sản phẩm thu được và tính hiệu suất.

- Kiểm tra sản phẩm bằng một số phản ứng định tính như phản ứng với: dd

HCl 0.1M; dd KI3 0.03M.

* Kết quả thu được:

Tính toán theo lý thuyết 2 2 3 2.5 9.84Na S O H Om g

Học sinh thu được:

Học sinh 1 2 3 4 5 6

msp (g) 8.36 8.13 6.95 7.86 9.01 7.35

H% 84.96 82.62 70.63 79.88 91.57 7.47

* Nguyên nhân

Kết quả mà các em thu được đạt hiệu suất tương đối cao nhưng có lẽ không

phải là natri thiosunfat tinh khiết. Nguyên nhân dẫn đến các kết qủa trên do:

- Khách quan:

+ Phòng thí nghiệm phổ thông không có phễu lọc hút chân không mà chỉ sử

dụng phương pháp lọc hút dòng nước, không có tủ sấy hoá chất nên tinh thể kết tinh

chứa nhiều nước.

+ Hoá chất không đảm bảo độ tinh khiết hoá học vì để lâu.

+ Sản phẩm vẫn chứa một lượng Na2SO3 dư

- Chủ quan:

+ Lưu huỳnh không tan trong nước, khi đun lượng ancol bay hơi và các em lắc

không đều hạn chế sự tiếp xúc của hai chất tham gia phản ứng.

+ Nhiệt độ tiến hành phản ứng không đều

+ Thao tác kết tinh của các em chưa tốt làm thất thoát hoá chất

3.3.3. Thực hiện kiểm tra đánh giá

- So sánh kết quả với học sinh.

- Kết luận thực nghiệm.

68

3.4. Kết quả thực nghiệm. Xử lý và đánh giá số liệu thực nghiệm

Phân tích kết quả thực nghiệm.

Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm và thông qua việc xử lý số liệu thực

nghiệm sư phạm thu được, chúng tôi nhận thấy trình độ thí nghiệm của các em chưa

cao, các em còn rất lóng ngóng với các thao tác thí nghiệm rất đơn giản. Do hạn chế về

dụng cụ thí nghiệm và thời gian nên chúng tôi chưa thể thực hiện được các bài thực

nghiệm khó. Chúng tôi sẽ tiến hành trong đợt chuẩn bị cho đội dự tuyển Olympic hoá

học quốc tế rồi bổ xung vào đề tài của mình hoặc phát triển hơn nữa.

Như vậy, chúng tôi đã cho các em tiếp cận với một số bài thực nghiệm với

thao tác tương đối đơn giản. Giúp các em rèn luyên kĩ năng thực hành và chuẩn bị tốt

hơn cho kì thi chọn họ sinh giỏi quốc gia đặc biệt là trong buổi thi thực hành sắp tới.

Kết quả khảo sát trên cho thấy mặc dù thời gian triển khai giảng dạy thực

nghiệm chưa dài song với hệ thống bài thực nghiệm được xây dựng và biện pháp sử

dụng hợp lí đã tạo nên sự hứng thú cho học sinh trong quá trình học tập, góp phần

phát triển được năng lực sáng tạo cho HS chuyên.


Sau quá trình triển khai chúng tôi đã đạt được mục đích yêu cầu, hoàn thành

nhiệm vụ đặt ra, tổ chức thực nghiệm sư phạm theo đúng kế hoạch:

- Đã tiến hành thực nghiệm tại khoa Hóa - trường ĐHKHTN - ĐHQGHN và

thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Chuyên Thái Bình.

- Đã sử dụng một số bài thực nghiệm đề cập ở chương 2 để tự nghiên cứu và

hướng dẫn các em trong đội dự tuyển HSG Quốc gia hoá trường THPT Chuyên

Thái Bình.

- Chúng tôi đã thu nhận kết quả, đánh giá, phân tích các nguyên nhân dẫn

đến kết quả đạt được từ đó đưa ra nhận xét về khả năng của các em thông qua kết

quả các bài thực nghiệm.

- Kết quả thực nghiệm được xử lí một cách chính xác khoa học, những kết

luận rút ra từ việc đánh giá cho thấy kết quả TN sư phạm đã xác nhận giả thuyết

khoa học và tính khả thi của đề tài.

69

KẾT LUẬN CHUNG

Sau một quá trình nghiên cứu, triển khai thực hiện đề tài " Xây dựng hệ thống

những bài thực nghiệm phần hoá đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi cấp

quốc gia, quốc tế " đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã đạt được

kết quả chính sau:

1. Đưa ra tổng quan các vấn đề lí luận và thực tiễn về công tác bồi dưỡng học

sinh giỏi, thực trạng của thí nghiệm thực hành trong dạy học hóa học của chương

trình trung học phổ thông cơ bản, nâng cao và trung học phổ thông chuyên, trong

các kì thi học sinh giỏi cấp quốc gia ở nước ta hiện nay.

2. Trên cơ sở nghiên cứu và phân tích nội dung chương trình, kiến thức hóa

học chuyên, các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp khu vực, cấp quốc gia phần hóa

đại cương vô cơ và các bài thực hành hóa đại cương vô cơ trong các bài chuẩn bị và

các đề thi thực hành Olympic Hóa học quốc tế qua các năm đã xây dựng được sáu

bài thí nghiệm thực hành hóa đại cương vô cơ về nghiên cứu tốc độ phản ứng, cân

bằng hoá học và tổng hợp đại cương vô cơ,... Đề xuất hệ thống câu hỏi, thang điểm

đánh giá phù hợp với từng mức độ của các kì thi học sinh giỏi quốc gia và Olympic

hóa học quốc tế. Mỗi bài bao gồm các phần:

- Cơ sở lý thuyết

- Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm.

- Hóa chất.

- Dụng cụ

- Qui trình thực hiện

- Một số lưu ý để thí nghiệm thực hiện thành công.

- Xử lý kết quả thực nghiệm

- Câu hỏi kiểm tra và mở rộng

3. Làm thực nghiệm, đánh giá và đề xuất thang điểm đánh giá.

4. Làm thực nghiệm sư phạm, kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của các bài

thực hành, xử lý kết quả thu được. Đánh giá lại và điều chỉnh thang điểm đánh giá.

70

5. Làm tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên tham gia ôn luyện học sinh

giỏi và các em học sinh tham gia các kì thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế; các em

học sinh yêu thích môn hóa học.

6. Làm đề nguồn để xây dựng các bài thi thực hành khác nhau từ hệ thống câu

hỏi phong phú cho kỳ thi học sinh giỏi hóa học quốc gia hoặc kì thi học sinh giỏi hóa

học cấp khu vực,... Vì từ năm học 2012 - 2013, Bộ GD&ĐT đã đưa thêm phần thi

thực hành vào kì thi học sinh giỏi Quốc Gia các môn Hóa học, Vật Lý, Sinh học,…

Với mong muốn và khát khao to lớn nhưng kinh nghiệm còn hạn chế, thời

gian nghiên cứu chưa được dài, nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, chúng tôi

rất mong muốn nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp

để xây dựng hoàn thiện đề tài này, nhằm đóng góp một phần nhỏ cho phương pháp

dạy và học môn hóa tại các trường PTTH chuyên.

71

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tiếng Việt

1. Nguyễn Duy Ái ( 2005), Một số phản ứng trong hóa học vô cơ - NXB Giáo dục.

2. Nguyễn Duy Ái- Nguyễn Tinh Dung-Trần Thành Huế-Trần Quốc Sơn-Nguyễn Văn

Tòng, (1999), Một số vấn đề chọn lọc hóa học tập 1, NXB Giáo dục.

3. Nguyễn Duy Ái - Đào Hữu Vinh, Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học THPT bài

tập đại cương và vô cơ, NXB Giáo dục.

4. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2009), Chương trình chuyên sâu THPT chuyên. Tài

liệu lưu hành nội bộ.

5. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2001), Nội dung dạy học môn hóa học trường THPT

chuyên (áp dụng từ năm học 2001-2002), kèm theo Công văn số 8968/THPT,

ngày 22/8/2001 v/v hướng dẫn nội dung dạy học các môn chuyên trường THPT.

6. Bộ Giáo dục và Đào tạo - Dự án Việt - Bỉ (2009), Nghiên cứu khoa học sư phạm

ứng dụng, NXB ĐHSP Hà Nội.

7. Trịnh Ngọc Châu, Giáo trình thực tập hoá vô cơ, NXB ĐHQGHN

8. Hoàng Chúng (1993), Phương pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục

– Tạp chí Giáo dục số 19/1983

9. Nguyễn Cương (2006),“Một số biện pháp phát triển ở học sinh năng lực giải

quyết vấn đề trong dạy học hóa học ở trường phổ thông”, kỷ yếu hội thảo khoa

học - Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hoạt động hóa người học,

ĐHSP - ĐHQG Hà Nội, trang 24 - 36/ 2006

10. Nguyễn Văn Duệ - Trần Hiệp Hải - Lâm Ngọc Thiềm - Nguyễn Thị Thu, Bài tập Hoá

lí, Nhà xuất bản Giáo dục năm 2009

11. Nguyễn Tinh Dung, Hoá học phân tích, NXB Giáo dục 2003

12. Nguyễn Tinh Dung, Phân tích định lượng, NXb Giáo dục

13. Nguyễn Tinh Dung - Đào Thị Phương Diệp (2008), Hóa học phân tích câu hỏi và bài

tập cân bằng ion trong dung dịch, NXB Giáo dục

14. Lê Văn Dũng (2001), Phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh THPT

thông qua bài tập hóa học, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục

72

15. Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách (2009), Cơ sở lí thuyết các phản ứng hóa học, NXB

Giáo dục Việt Nam.

16. Hồ Ngọc Đại (1983), Tâm lý học, NXB Giáo Dục.

17. Trần Thành Huế (1998), Một số vấn đề về việc dạy giỏi, học giỏi môn hóa học

phổ thông trong giai đoạn mới, Trang 1-2 (Báo cáo khoa học Hội nghị hóa học

toàn quốc lần thứ ba), Hội Hóa học Việt Nam.

18. Nguyễn Phi Hùng (2009), Giáo trình thực hành hoá lý, Đại học Quy nhơn

19. Phạm Thị Trinh Mai, Thiết kế bài tập hóa học - một biện pháp phát huy tính tích

cực nhận thức của học sinh THPT, Tạp chí nghiên cứu giáo dục số chuyên đề

346 - Quý III/2000.

20. Nguyễn Thị Ngà (2010), Xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo

mođun phần kiến thức cơ sở Hóa học chung - chương trình THPT chuyên Hóa

học góp phần nâng cao năng lực tự học cho học sinh, Luận án Tiến sĩ Khoa học

Giáo dục.

21. Phạm Thành Nghi, Nguyễn Huy Tú (1993): “Sáng tạo: Bản chất và phương

pháp chẩn đoán”, Tạp chí Thông tin Khoa học Giáo dục số 39/1993.

22. Từ Vọng Nghi (2009), Hoá học phân tích phần I, Nhà xuất bản ĐHQG Hà Nội

23. Phạm Văn Phái (1972), Rèn trí thông minh cho học sinh qua dạy học hóa

học, tạp chí nghiên cứu Giáo dục số 6/1972.

24. Prof. Bernd Meier (2009), Lí luận dạy học hiện đại. Potsdam – Hà Nội

25. René Didier (1998), Hoá đại cương tập 1, tập 2, tập 3, Nhà xuất bản Giáo dục

26. Nguyễn Cảnh Toàn - Nguyễn Văn Lê - Châu An (2005), Khơi dậy tiềm năng

sáng tạo, NXB Giáo dục.

27. Tuyển tập đề thi olimpic 30 tháng 4, lần thứ 16 - 2010 hóa học, NXB Đại học

Sư phạm.

28. Vũ Anh Tuấn (2005), Xây dựng hệ thống bài tập hóa học nhằm rèn luyện tư duy

trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường trung học phổ thông, Luận án

Tiến sỹ Khoa học Giáo dục.

73

29. Nguyễn Xuân Trường - Nguyễn Thị Sửu - Đặng Thị Oanh - Trần Trung Ninh

(2004), Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên GV THPT chu kỳ III (2004-

2007), môn hóa học, NXB Đại học Sư phạm.

30. Nguyễn Đức Vận ( 2008), Hóa học vô cơ - Tập 1- Các nguyên tố phi kim, Hóa học

vô cơ - Tập 2 - Các kim loại điển hình, NXB Khoa học và Kĩ thuật.

31. http://www.hoahocvietnam.com

32. http/www.Icho từ 40 đến 44

33. http://www.olympiad.vn

34. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/nang-luc-sang-tao.513700.html

II. Tiếng Anh

35. Keneth W. Whitten, Raymond E. Davis, M.Larry Peck, Geoge G. Stanley,

General Chemistry (seventh edition). Thomson Brook/ Cole

36. Robert Brent, Harry Lazarus, The Golden book of Chemistry Experiment. New

York 20, N, Y.

http://www.tuyengiao.vn/Home/MagazineStory.aspx?mid=39&mzid=281&ID=789

http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/nang-luc-sang-tao.513700.html

Documents

Hệ thống những bài thực nghiệm phần hóa đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi