Vận dụng lý thuyết cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan và chuẩn độ kết tủa

Vận dụng lý thuyết cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan và chuẩn độ kết tủa

I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Cân bằng tạo thành hợp chất ít tan và phản ứng chuẩn độ kết tủa tuy không phải là nội dung chủ đạo, nhưng cũng chiếm một vị trí khá quan trọng trong quá trình giảng dạy môn hoá học, đặc biệt đối với việc luyện thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế. Trong thực tế giảng dạy ở các trường phổ thông lý thuyết về phản ứng tạo thành hợp chất ít tan được trình bày dưới nhiều góc độ khác nhau, nhưng chủ yếu trên cơ sở mô tả những hiện tượng bên ngoài, định tính, mà chưa đi sâu vào bản chất của phản ứng. Xuất phát từ thực trạng dạy và học ở các trường phổ thông cũng như việc bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp môn hóa học cho thấy có một số khó khăn như:

1- Tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa về phần dung dịch nói chung và phần cân bằng trong dung dịch chứa chất ít tan và chuẩn độ kết tủa nói riêng còn nhiều sơ sài, khoảng cách rất xa so với nội dung chương trình thi học sinh giỏi Quốc gia, đặc biệt là Olympic Quốc tế.

2- Các tài liệu tham khảo tuy nhiều song nội dung kiến thức còn nằm rải rác ở nhiều tài liệu khác nhau hoặc có nhiều phần lại quá đơn giản bênh cạnh nhiều phần khó có thể áp dụng để giảng dạy cho học sinh các lớp chuyên Hóa và bồi dưỡng cho HSG thi Quốc gia.

3-Trong các đề thi Olympic Quốc gia từ năm 1994 đến nay và trong một số đề thi Olympic Quốc tế, hóa học phân tích chiếm một vị trí khá quan trọng, trong đó nội dung thi thường được ra dưới dạng tổng hợp, kết hợp nhiều vấn đề về cân bằng ion trong dung dịch. Thế nhưng trong các tài liệu giáo khoa chuyên, các bài tập được trình bày dưới dạng từng vấn đề riêng rẽ, cụ thể và đơn giản.

Để rút ngắn khoảng cách giữa nội dung kiến thức được học ở các trường phổ thông và nội dung thi học sinh giỏi các cấp, cần thiết phải trang bị cho cả giáo viên và học sinh những kiến thức nâng cao, nhưng vẫn đảm bảo mức độ hợp lý, phù hợp với trình độ học sinh phổ thông. Trong những năm gần đây đã có một số công trình nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết hóa học phân tích [9], về phản ứng oxi hóa-khử [20], phản ứng axit-bazơ [10], [11], lý thuyết chuẩn độ axit-bazơ [19], lý thuyết chuẩn độ oxi hóa -khử [21], về cân bằng tạo phức [10], v.v… trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia.

Để có được kết quả cao trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh chuyên Hóa tham dự kỳ thi chọn học sinh Giỏi quốc gia và quốc tế, học sinh chuyên Hóa và các giáo viên tham gia giảng dạy không ngừng cập nhật các nội dung kiến thức mới của quốc gia và quốc tế.

Trên thực tế để phục vụ cho việc giảng dạy của giáo viên và việc học tập của học sinh đạt hiệu quả cao hơn, đã có không ít các tài liệu bổ trợ. Những tài liệu này đã giúp ích cho học sinh và giáo viên rất nhiều nhằm tiệm cận với các yêu cầu của kiến thức trong các kì thi chọn HSG Quốc gia và Quốc tế. Rất nhiều trong số đó thể hiện được sự công phu trong tìm tòi, phát hiện, biên soạn và sưu tầm các kiến thức, kinh nghiệm học tập, giảng dạy của các nhà giáo dục và các nhà khoa học.

Dưới góc độ là một giáo viên dạy chuyên Hóa và tham gia bồi dưỡng học sinh dự thi HSG quốc gia và tham gia chọn đội tuyển học sinh dự kì thi quốc tế, cá nhân tôi muốn xây dựng một tài liệu hoàn chỉnh và đầy đủ chuyên về cân bằng chất ít tan và chuẩn độ kết tủa để phù hợp hơn với việc giảng dạy của bản thân và các đồng nghiệp và giúp học sinh có các tài liệu phù hợp hơn với mình.

            Chính vì thế tôi quyết định lựa chọn đề tài:

            “Vận dụng lý thuyết cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan và chuẩn độ kết tủa trong bồi dưỡng học sinh giỏi thi quốc gia và quốc tế”.

với hy vọng làm phong phú hơn nguồn tư liệu phục vụ cho công tác giảng dạy và bồi dưỡng học sinh chuyên Hóa và học sinh tham dự kì thi chọn HSG quốc gia và quốc tế. Đặc biệt tài liệu cũng là sự tổng kết của cá nhân tôi với các vấn đề thực tiễn giảng dạy học sinh chuyên Hóa và học sinh thi chọn HSG Quốc gia và quốc tế trong những năm qua.

II. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Vận dụng lý thuyết phân tích về cân bằng ion và chuẩn độ thể tích để phân loại, xây dựng tiêu chí các bài tập về cân bằng chất ít tan phục vụ cho bồi dưỡng học sinh lớp chuyên Hóa và HSG dự thi Quốc gia.

III. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

1- Nghiên cứu lí thuyết về cân bằng trong dung dịch chứa chất ít tan và chuẩn độ kết tủa trong hoá học phân tích; tìm hiểu nội dung giảng dạy phương pháp phân tích chuẩn độ ở chương trình hoá học phổ thông ở trường chuyên và nội dung thi HSG quốc gia.

2-Thống kê, phân loại các bài tập trong tài liệu giáo khoa chuyên hóa, sách bài tập, trong các tài liệu tham khảo có nội dung liên quan đến cân bằng ion, chuẩn độ thể tích, từ đó phân tích việc vận dụng nội dung lí thuyết cân bằng chất ít tan, chuẩn độ kết tủa trong giảng dạy hoá học ở các trường chuyên và xây dựng tiêu chí, cấu trúc các bài tập về phần này.

3- Phân tích nội dung phần cân bằng chất ít tan, trong các đề thi HSG Quốc gia vòng I, vòng II để thấy được mức độ yêu cầu vận dụng cơ sở lí thuyết ngày càng cao của các đề thi, từ đó đặt ra nhiệm vụ cho các giáo viên phải có khả năng tự bồi dưỡng nâng cao trình độ để không những trang bị được kiến thức cơ bản, nâng cao cần thiết cho các em mà còn phải biết dạy cách học, dạy bản chất vấn đề để giúp học sinh học có hiệu quả nhất.

4-Tổng kết đánh giá các tài liệu về cân bằng chất ít tan, trên cơ sở đó, xây dựng hệ thống bài tập phù hợp với giáo viên và học sinh chuyên Hóa.

IV.TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHỨA HỢP CHẤT ÍT TAN  

Trong thực tế giảng dạy ở phổ thông định nghĩa về chất tan, dung môi và dung dịch đã được học sinh tiếp xúc khi học ở cấp THCS, tuy nhiên với các hiện tượng phản ứng như tạo kết tủa và các khái niệm như chất ít tan, dung dịch bão hòa, dung dịch chưa bão hòa hay dung dịch quá bão hòa thì học sinh được giới thiệu một cách hết sức sơ lược, do đó có rất nhiều học sinh và giáo viên không thể vận dụng đúng khái niệm chất ít tan trong quá trình giảng dạy. Trong chương trình hóa học phổ thông chuyên, học sinh được làm quen với khái niệm về độ tan và tích số tan, trên cơ sở đó phần nào tính toán đến khả năng hòa tan của các chất ít tan trong dung môi nước. Ở mức độ cao hơn đó là trong các kì thi học sinh giỏi quốc gia, học sinh được tiếp xúc với các vấn đề như sự hình thành kết tủa, sự hòa tan kết tủa, ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sự hình thành và hòa tan kết tủa v.v…Từ những đặc điểm về nội dung kiến thức của chất ít tan thì các kiến thức này được sử dụng ngày càng nâng cao cho học sinh chuyên hóa đặc biệt là các học sinh tham gia các kì thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế. Từ các kiến thức về chất ít tan học sinh sẽ giải thích được các hiện tượng về sự hình thành kết tủa và sự hòa tan các chất ít tan, lựa chọn được môi trường phù hợp cho sự hành thành kết tủa và sự hòa tan các chất rắn ít tan trong các trường hợp chung và các trường hợp cụ thể.

V. NỘI DUNG KIẾN THỨC CỦA CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHỨA CHẤT ÍT TAN TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG CHUYÊN

            Trong chương trình hoá học phổ thông chuyên, nội dung về cân bằng chất ít tan được đề cập trong phần tích số tan [2], trong đó nội dung kiến thức được nâng cao hơn trong phần kết tủa phân đoạn và một số ví dụ về cân bằng tính nồng độ các ion trong dung dịch chứa chất ít tan. Ngoài ra các nội dung kiến thức cũng xuất hiện rải rác trong các phần kiến thức liên quan đến các hợp chất như: sự hòa tan các kết tủa trong phần phức chất, phản ứng trao đổi ion giữa các dung dịch chất điện ly v.v….

VI. TÌNH HÌNH THỰC TẾ VỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHỨA CHẤT ÍT TAN TRONG CÁC TÀI LIỆU HIỆN HÀNH

            Trong các tài liệu hiện hành thì những tài liệu dành cho học sinh giỏi, học sinh chuyên còn ít, chủ yếu là các tài liệu cho học sinh ôn luyện thi đại học và cao đẳng. Theo [22], tác giả cũng đã trình bày, đề cập đến phần cân bằng chất ít tan. Cũng có bài tập về tính toán cân

bằng, độ tan của các chất ít tan trong dung dịch nhưng còn ở mức độ đơn giản với số lượng còn ít và chỉ mang tính chất chủ yếu là giới thiệu cho học sinh. Các bài tập định tính được đưa ra dưới các dạng nhận biết các chất và các ion. Phần bài tập tính toán cân bằng chủ yếu dừng lại ở xác định tích số tan hoặc độ tan của các muối trong nước. Đối với phần chuẩn độ chất ít tan, các tài liệu dành cho học sinh giỏi và học sinh chuyên hầu như không có do đó học sinh chuyên phải sử dụng nhiều đến các tài liệu dành cho sinh viên [7], [8], [10]. Điều đó hạn chế rất nhiều đến sự tiếp cận của học sinh vì để tiếp cận với các tài liệu của sinh viên, học sinh cần phải được trang bị một phông kiến thức phổ thông tương đối đầy đủ để có thể sử dụng được các tài liệu đó.

Tác giả:

Họ và tên: Vũ Văn Hợp

Năm sinh: .1979

Nơi thường trú: 53 Nguyễn Thi, Phường Thống Nhất, Thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định

(Còn nữa ………..)