Hướng dẫn thí nghiệm thực hành trường THPT chuyên môn hóa học

Lời nói đầuThực hiện Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010-2020, nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong các trường THPT chuyên và phát triển chuyên môn cho giáo viê

Lời nói đầu

Thực hiện Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn

2010-2020, nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong các trường THPT chuyên và phát triển chuyên môn cho giáo viên dạy các môn chuyên, Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu “Hướng dẫn Thí nghiệm thực hành trường THPT chuyên môn Hóa học”

Để đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học và thi chọn học sinh giỏi môn hóa học THPT, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã mời các cán bộ quản lý chỉ đạo dạy học, các giảng viên đại học và các nhà khoa học có nhiều thành tích trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và nghiên cứu khoa học, giáo viên trực tiếp giảng dạy chương trình chuyên hóa học tham gia viết các bài thực hành Nội dung các bài gồm các chủ đề sau:

Phần 1 Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn hóa học

Phần 2 Một số bài thí nghiệm thực hành môn hóa học

Gồm 10 bài, mỗi bài được viết theo cấu trúc

- Mục đích thí nghiệm

- Cơ sở lý thuyết

- Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm

- Các bước tiến hành thí nghiệm

- Một số lưu ý để thí nghiệm thực hiện thành công

- Phân tích kết quả thí nghiệm và báo cáo

- Câu hỏi kiểm tra và mở rộng

Mặc dù tài liệu được viết công phu, có qua đọc góp ý, thẩm định và biên tập nội dung nhưng không thể tránh khỏi còn có những sơ xuất nhất định Các tác giả mong nhận được góp ý của quý thầy cô

Trân trọng cám ơn

MỤC LỤC

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆU

Phần 1 Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn hóa học

A MỘT SỐ ĐỊNH HƯỚNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

CÁC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN

I Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên

II Thực trạng thí nghiệm thực hành môn hóa học THPTvà các giải pháp cải

tiến thực trạng

III Những yêu cầu cần thiết cho việc dạy thực hành hóa học có hiệu quả

B QUY TẮC LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC

I An toàn khi làm việc với axit và kiềm

II Quy tắc làm việc với hóa chất thí nghiệm

C CÁC CẢNH BÁO VỀ CÁC NGUY HIỂM CÓ THỂ GẶP

VÀ KHUYẾN CÁO VỀ AN TOÀN TRONG KHI LÀM THÍ NGHIỆM

1 Cảnh báo các nguy cơ đặc biệt (Kí hiệu R - Risk)

2 Khuyến cáo về an toàn (Kí hiệu S - Safety)

D CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ CHẤT THẢI NGUY HẠI

E MỘT SỐ KĨ NĂNG, THAO TÁC CƠ BẢN VỀ CHUẨN ĐỘ

TRONG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA HỌC

Phần 2 Một số bài thí nghiệm thực hành môn hóa học

BÀI 1 PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬThí nghiệm 1: Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm

Thí nghiệm 2 Oxi tác dụng với kim loại và phi kim

Thí nghiệm 3 Phản ứng giữa một số kim loại Fe, Cu với H2SO4 loãng hoặc

đặc, nóng và Phản ứng giữa kim loại Fe với dung dịch muối CuSO4

Thí nghiệm 4 Phản ứng oxi hoá - khử ở nhiệt độ cao và nhờ môi trường

Bài 2 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HOÁ HỌCThí nghiệm 1 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Thí nghiệm 2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học

78

12

1315

1718

202125

29

3237

4144

4650

Bài 3 TÍNH CHẤT AXIT – BAZƠ CỦA MỘT SỐ CHẤT – CHUẨN

ĐỘ AXIT – BAZƠ – CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG DUNG DỊCH

Thí nghiệm 1 Xác định pH của một số dung dịch có cùng nồng độ 0,01M

Thí nghiệm 2 Chuẩn độ axit – bazơ, dùng chỉ thị quỳ tím, phenolphtalein,

metyl da cam

Thí nghiệm 3 Sự tạo thành phức chất [Cu(NH3)4]2+ và sự phân hủy phức chất

này bằng axit

Thí nghiệm 4 Sự tạo thành kết tủa AgCl (từ dung dịch AgNO3 và dung dịch

HCl) Sự hòa tan kết tủa AgCl bằng dung dịch NH3

Bài 4 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ANDEHIT-XETON,

AXIT CACBOXYLICThí nghiệm 1: Phản ứng oxi hóa fomandehit bằng thuốc thử

Thí nghiệm 2: Tính chất hóa học đặc trưng của axeton

Thí nghiệm 3: Phản ứng este hóa

Thí nghiệm 4: Phản ứng điều chế CH3COOH từ CH3COONa

Bài 5 TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠThí nghiệm 1: Xác định chỉ số axit của chất béo

Thí nghiệm 2: Phản ứng của glucozơ với thuốc thử Tolen, Felinh, Benedict

và nước brom

Thí nghiệm 3: Sự thủy phân của tinh bột

Thí nghiệm 4: Một số phản ứng màu của amino axit và protein

Bài 6 THỰC HÀNH TỰ CHỌN VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

Xác định hàm lượng axit axetylsalixylic (CH3COOC6H4COOH) có

trong viên thuốc aspirinBài 7 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG AXIT ASCORBIC

TRONG VIÊN THUỐC VITAMIN CBài 8 THỰC HÀNH TỰ CHỌN VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ

83

848892

94

99

Giai đoạn 1- Điều chế axit benzoic bằng PHẢN ỨNG OXY HÓA toluen với

KMnO4 nóng

Giai đoạn 2- Điều chế etylbenzoat bằng PHẢN ỨNG ESTE HÓA

BÀI 9 NHẬN BIẾT VÀ TÁCH CÁC ION TRONG DUNG DỊCH

9.1 NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION THÔNG DỤNG CÓ TRONG DUNG

DỊCH HỖN HỢP BẰNG MỘT PHẢN ỨNG

9.2 TÁCH VÀ NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION THÔNG DỤNG THUỘC CÁC

NHÓM PHÂN TÍCH KHÁC NHAU CÓ TRONG DUNG DỊCH HỖN HỢP

Bài 10 CHUẨN ĐỘ COMPLEXON;

Xác định ion kim loại dùng phép đo complexon

105109

113

118

121

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆUCuốn tài liệu này được sử dụng cùng với cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Hóa học” Có hai điều cần tránh là:

- Chỉ khi nào có đủ trang thiết bị, hóa chất, mẫu vật như trong tài liệu thì mới

có thể tiến hành thực hành được Ta có thể chọn những thí nghiệm thực hành phù hợp với điều kiện của địa phương để thực hiện trước, đồng thời có kế hoạch khắc phục khó khăn trở ngại để thực hiện hết các bài thực hành trong những năm sau

- Nếu cho rằng chỉ cần thực hiện như nội dung các bài thực hành trong tài liệu là tốt rồi Những nơi có điều kiện về trang thiết bị và giáo viên có thể mở rộng nội dung bài thực hành Trong cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn hóa học” có giới thiệu rất nhiều bài thực hành khác nữa

Để sử dụng tài liệu hiệu quả nhất xin lưu ý mấy điểm sau:

- Đọc kĩ nội dung bài thực hành, căn cứ vào thực tiễn địa phương để quyết định mục tiêu cụ thể cho từng nội dung thực hành thí nghiệm đã chọn

- Nghiên cứu phần cơ sở lí thuyết của thí nghiệm thực hành Đây chính là căn

cứ để giải thích các hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm

- Nhất định học sinh phải thành thạo các bước: kiểm tra dụng cụ thiết bị, hóa chất, mẫu vật; trình tự các bước làm thí nghiệm thực hành và phải được hướng dẫn chi tiết các thao tác cơ bản trong thí nghiệm thực hành

- Giáo viên cần nghiên cứu thật kĩ nội dung “phân tích kết quả thí nghiệm và báo cáo” để hướng dẫn học sinh ghi chép kết quả thực hành, xử lí các số liệu thu được, trình bày báo cáo

- Phần câu hỏi kiểm tra và mở rộng là những gợi ý bước đầu Trong thực tiễn dạy học thực hành giáo viên có thể đưa thêm nhiều tình huống mới để kích thích

tư duy cho học sinh

Phần 1 Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn hóa học

A MỘT SỐ ĐỊNH HƯỚNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

CÁC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Trong mỗi nhà trường, đội ngũ GV luôn là một trong những nhân tố quan trọng nhất góp phần quyết định sự phát triển của một nhà trường, bởi lẽ chính họ

là người tổ chức thực hiện có hiệu quả các khâu của quá trình dạy học, giáo dục

và phát triển chuyên môn, phát triển nhà trường

Trong các trường THPT chuyên, đội ngũ GV cốt cán, đầu đàn về chuyên môn lại càng có vai trò quan trọng hơn, là những nhân tố tích cực, là tấm gương trong việc rèn luyện đạo đức, tự học, sáng tạo để phát hiện, bồi dưỡng những học sinh năng khiếu để tạo nguồn tiếp tục đào tạo thành nhân tài, đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước trong thời kỳ CNH, HĐH, hội nhập quốc tế Hơn nữa, trường THPT chuyên được định hướng xây dựng thành đây là hình mẫu của các trường THPT về cơ sở vật chất, đội ngũ GV và tổ chức các hoạt động giáo dục, thì đội ngũ GV trường chuyên nói chung, đội ngũ GV cốt cán nói riêng lại càng có vị trí rất quan trọng Ở một khía cạnh nào đó, GV cốt cán có thể coi là những GV đầu đàn, có những phẩm chất cần thiết của những cán bộ quản lý, và việc phát triển đội ngũ GV đầu đàn chính là nguồn phát triển đội ngũ CBQL nhà trường phổ thông và ngành giáo dục và đào tạo trong tương lai

Trong những năm qua, đội ngũ GV trường chuyên được hình thành từ nhiều nguồn khác nhau, đã có đóng góp hết sức to lớn vào việc phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu cho học sinh; góp phần quan trọng làm nên những thành tích rất

vẻ vang của học sinh Việt Nam trên đấu trường trí tuệ quốc tế Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm rất căn bản, hiện nay một số giáo viên chuyên chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới cả về số lượng và trình độ, thiếu các kỹ năng nghiên cứu phát triển chương trình và tài liệu; khả năng xác định mục tiêu giáo dục và dạy học

qua từng bài học, môn học còn yếu; kỹ năng dạy học, nhất là dạy học thực hành

còn hạn chế, khả năng NCKH và hướng dẫn học sinh NCKH còn hạn chế

Trước bối cảnh đó, với sự tham mưu của Bộ GDĐT, ngày 24/6/2010, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 959/QĐ-TTg phê duyệt đề án Phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010-2020 Trong Đề án, nội dung phát triển đội ngũ giáo viên, cán bộ quản lý trong các chuyên được hết sức coi trọng Đề án

xác định: “Chú trọng xây dựng đội ngũ GV đầu đàn về hoạt động chuyên môn trong

hệ thống trường trung học phổ thông chuyên, tạo điều kiện giúp họ trở thành những nhân tố tích cực, là tấm gương trong việc rèn luyện đạo đức, tự học, sáng tạo và xây dựng mạng lưới hoạt động của đội ngũ này trên toàn quốc Cụ thể:

(1) Bổ sung, hoàn thiện các quy định về cơ cấu, định mức GV, nhân viên;

về công tác tuyển dụng, luân chuyển GV trường chuyên; ban hành quy định

về tiêu chuẩn GV, CBQL trường THPT chuyên trên cơ sở chuẩn nghề nghiệp

GV, chuẩn hiệu trưởng trường trung học và các quy định khác về GV, CBQL trường THPT;

(2) Tiến hành rà soát, đánh giá, sắp xếp lại đội ngũ CBQL, GV và nhân viên để

có kế hoạch tuyển dụng, bồi dưỡng nhằm đảm bảo đủ số lượng, cân đối về cơ cấu và nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, năng lực làm việc;

(3) Chú trọng xây dựng đội ngũ GV đầu đàn về hoạt động chuyên môn trong

hệ thống trường THPT chuyên, tạo điều kiện giúp họ trở thành những nhân tố tích cực, là tấm gương trong việc rèn luyện đạo đức, tự học, sáng tạo và xây dựng mạng lưới hoạt động của đội ngũ này trên toàn quốc;

(4) Tăng cường công tác bồi dưỡng nâng cao năng lực chuyên môn, nghiệp

vụ, tin học và ngoại ngữ cho cán bộ quản lý, giáo viên trường chuyên

- Định hướng nội dung bồi dưỡng GV chuyên phù hợp với từng giai đoạn Tăng cường việc bồi dưỡng cho CBQL về kiến thức, kỹ năng quản lý; bồi dưỡng cho GV về đổi mới PPDH, đổi mới KTĐG, nâng cao năng lực phát triển chương trình, tài liệu môn chuyên, năng lực tổ chức các hoạt động giáo dục;

- Tổ chức các khóa bồi dưỡng tiếng Anh, tin học cho CBQL, GV; đưa đi bồi dưỡng tiếng Anh tại nước ngoài các GV giảng dạy tiếng Anh trong các trường chuyên;

- Tổ chức các khóa đào tạo ngắn, dài hạn trong, ngoài nước về giảng dạy bằng tiếng Anh cho GV dạy các môn toán, vật lí, hóa học, sinh học, tin học, để từng bước thực hiện dạy học các môn học này bằng tiếng Anh trong các trường chuyên;

- Xây dựng các diễn đàn trên internet để GV và HS trao đổi kinh nghiệm giảng dạy và học tập; tổ chức các hội thảo trao đổi kinh nghiệm giữa các trường chuyên với các cơ sở giáo dục trong, ngoài nước có đào tạo, bồi dưỡng HS năng khiếu

Để thực hiện định hướng trên của đề án, có nhiều việc phải làm, trong đó công tác bồi dưỡng nâng cao năng lực chuyên môn và nghiệp vụ của đội ngu GV

có vai trò rất quan trọng Bộ GDĐT (trực tiếp là Vụ GDTrH và Chương trình phát triển GDTrH) tổ chức Hội thảo, tập huấn cho CBQL, GV cốt cán các trường chuyên trong cả nước lần thứ 2 – Năm 2011

1 Mục tiêu

1.1 Thống nhất được định hướng nội dung, phương thức bồi dưỡng GV trường THPT chuyên giai đoạn 2011–2015 và kế hoạch bồi dưỡng từng năm

1.2 Trang bị cho GV một số nội dung chuyên đề vừa thiết thực phục

vụ ngay cho việc dạy học ở trường THPT chuyên; vừa nâng cao tiềm lực của

giáo viên các trường chuyên (Dạy một số chuyên đề chuyên sâu; đổi mới PPDH, KTĐG trong trường THPT chuyên; đổi mới công tác đánh giá học sinh giỏi; tổ chức dạy thực hành….).

1.3 Hình thành mối liên kết về trao đổi thông tin, hỗ trợ nhau trong giảng dạy của các GV dạy môn chuyên giữa các trường chuyên, tạo cơ sở bước đầu cho việc hình thành mạng lưới GV cốt cán giữa các trường chuyên theo khu vực, toàn quốc

2 Nội dung

2.1 Tổ chức Hội thảo để đội ngũ GV cốt cán các trường THPT chuyên được cùng nhau nghiên cứu, trao đổi, thống nhất những nội dung cơ bản, trọng tâm về định hướng nội dung, phương thức bồi dưỡng GV trường THPT chuyên giai đoạn

2011 – 2015 và kế hoạch bồi dưỡng từng năm

2.2 Tổ chức tập huấn một số chuyên đề vừa thiết thực phục vụ ngay cho việc dạy học ở trường THPT chuyên hiện nay; vừa nâng cao tiềm lực của GV các trường chuyên Cụ thể: Dạy một số chuyên đề chuyên sâu; Đổi mới PPDH, Đổi mới KTĐG; Tổ chức dạy thực hành…

2.3 Xây dựng cơ chế liên kết về trao đổi thông tin, hỗ trợ nhau trong giảng dạy của các GV dạy môn chuyên giữa các trường chuyên, tạo cơ sở bước đầu cho việc hình thành mạng lưới GV cốt cán giữa các trường chuyên theo khu vực, toàn quốc Góp phần Rèn luyện một số phẩm chất của người giáo viên cốt cán như khả năng tổ chức hoạt động, tư vấn, tạo động lực cho đồng nghiệp, xử lý các tình huống liên quan đến chuyên môn

Những vấn đề trên, các anh chị em GV cốt cán cần nắm kỹ để có thể về tập huấn lại giúp cho mọi GV của trường quán triệt trong từng bước của bài dạy, từng bài, từng chương hoặc chủ đề, từng lớp học của từng môn học; đồng thời hướng tới việc hình thành một mạng lưới GV đầu đàn toàn quốc

Để việc tập huấn có chất lượng, hiệu quả cao, Bộ GDĐT đề nghị Ban Tổ

chức, các giảng viên thực hiện việc tập huấn theo phương thức mở: “Cùng nhau tổ chức, cùng nhau xây dựng nội dung, cung nhau đánh giá và thụ hưởng kết quả tập huấn”; tạo điều kiện hỗ trợ tối đa cho học viên trong điều kiện có thể được Các

anh chị học viên cần thực hiện nghiêm túc các quy định của ban tổ chức nhằm đảm bảo khóa học có chất lượng, hiệu quả và mỗi học viên đều là các báo cáo viên giỏi tại các lớp bồi dưỡng giáo viên tại địa phương, cơ sở giáo dục

Nhân dịp này, thay mặt Bộ GDĐT và Ban tổ chức, chúng tôi xin ghi nhận

và cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ của thầy cô giáo là tác giả tài liệu đồng thời cũng là

các báo cáo viên; cảm ơn các cơ quan liên quan đã góp phần làm cho đợt tập huấn diễn ra thuận lợi Xin kính chúc các đồng chí đại biểu, các thầy cô giáo, các anh chị sức khỏe, hạnh phúc; chúc đợt tập huấn thành công./.

I Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên

“… Không thể hình dung được việc giảng dạy hóa học trong nhà trường mà

lại không có quan sát, không có thí nghiệm học tập.” B.P Exipốp (trong cuốn những cơ sở của LLDH) Quan sát và thí nghiệm là các phương pháp nghiên cứu

cơ bản của khoa học tự nhiên, của các môn khoa học thực nghiệm, trong đó có môn hóa học Hóa học là một khoa học đã và sẽ không thể phát triển được nếu không có quan sát, thí nghiệm

Quan sát và thí nghiệm đã tạo khả năng cho các nhà khoa học phát hiện và khai thác các sự kiện, hiện tượng mới, xác định những quy luật mới, rút ra những kết luận khoa học và tìm cách vận dụng vào thực tiễn

Đối với quá trình dạy học các môn khoa học tự nhiên, khoa học thực nghiệm, quan sát và thí nghiệm cũng là phương pháp làm việc của học sinh (HS), nhưng với HS những bài tập quan sát hoặc các thí nghiệm được giáo viên (GV) trình bày hay do chính các em tiến hành một cách độc lập (thực hành quan sát, thí nghiệm của HS) dưới sự tổ chức, hướng dẫn của GV thường để giải quyết những vấn đề đã biết trong khoa học, rút ra những kết luận cũng đã biết tuy vậy đối với các em HS vẫn là mới

Thông qua quan sát, thí nghiệm, bằng các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa giúp các em xây dựng các khái niệm Bằng cách

đó các em nắm kiến thức một cách vững chắc và giúp cho tư duy phát triển

Quan sát và thí nghiệm đòi hỏi phải có những thiết bị dạy học như tranh ảnh,

mô hình, các mẫu vật tự nhiên và các phương tiện thiết bị phục vụ cho việc tiến hành các thí nghiệm

Quan sát và thí nghiệm không chỉ cho phép HS lĩnh hội tri thức một cách sâu sắc, vững chắc mà còn tạo cho các em một động lực bên trong, thúc đẩy các em thêm hăng say học tập

Tục ngữ có câu “Trăm nghe không bằng một thấy, trăm thấy không bằng một làm/ một sờ”, đủ nói lên vai trò của quan sát thí nghiệm Người Ấn Độ và người Trung Hoa cũng đã nói: “Nghe thì quen, nhìn thì nhớ, làm thì hiểu”

Những kết quả phân tích trên đây không chỉ cho chúng ta thấy rõ tầm quan trọng của thí nghiệm thực hành hóa học (TNTHHH) mà còn nhấn mạnh đến phương pháp sử dụng các TNTHHH đó như thế nào để có thể đạt được hiệu quả cao, đáp ứng mục tiêu dạy học hiện nay của sự nghiệp giáo dục

II Thực trạng thí nghiệm thực hành môn hóa học THPT và các giải pháp cải tiến thực trạng

Hiện nay số lượng và chất lượng TNTHHH chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học nói chung và đặc biệt là yêu cầu việc đổi mới dạy học nói riêng Tình trạng đó có thể có nhiều nguyên nhân, phần vì kinh phí cho khu vực này còn hạn hẹp tuy đã có nhiều cố gắng, phần vì trách nhiệm của nhà sản xuất (còn mà không dùng được, dùng được thì cũng chóng hỏng), phần vì thiếu một sự quản lí chỉ đạo, động viên những người tốt, việc tốt trong sử dụng và cải tiến sáng tạo TNTHHH hiện có…

Như đã phân tích, hiệu quả dạy học còn tùy thuộc vào phương pháp sử dụng các TNTHHH Nếu một bức tranh, một thí nghiệm chỉ được sử dụng để minh họa

và củng cố những điều GV đã trình bày đầy đủ về phương diện lý thuyết sẽ hạn chế mất tư duy sáng tạo của HS, HS hầu như không thu lượm được thêm gì về mặt kiến thức, nếu không phải chỉ là để rèn luyện kĩ năng quan sát, thí nghiệm Nhưng nếu được sử dụng theo con đường tìm tòi nghiên cứu (khám phá) để

đi đến kiến thức cần lĩnh hội (kiến thức mới) sẽ có ý nghĩa khác cơ bản so với loại hình thí nghiệm trên, nó giúp HS có điều kiện, cơ hội phát triển tư duy sáng tạo - một phẩm chất và năng lực cần có ở con người mới mà nhà trường có trách nhiệm đào tạo

Đi theo con đường này, sau khi đã hiểu được nhiệm vụ cần làm sáng tỏ (mục đích của thí nghiệm) bằng tư duy tích cực, HS sẽ hình thành được các giải định (trong nghiên cứu khoa học đây chính là bước xây dựng giả thuyết về vấn đề nghiên cứu (từ sự nảy sinh câu hỏi: “Điều gì sẽ xảy ra nếu…?” Câu hỏi được

hình thành từ những liên tưởng dựa trên vốn kiến thức và kinh nghiệm có của

HS

Khi giả định được hình thành, trong đó hàm chứa con đường phải giải quyết,

HS dự kiến kế hoạch giải quyết để chứng minh cho giả định đã nêu

Hai bước nêu giả định và dự kiến kế hoạch giải quyết chứng minh cho giả định là hai bước đòi hỏi tư duy tích cực và sáng tạo Đây là những cơ hội rèn luyện tu duy sáng tạo cho HS rất tốt, là giai đoạn tiến hành thí nghiệm tưởng tượng (“thí nghiệm trong tư duy”) định hướng cho hành động thí nghiệm tiếp theo dựa trên kế hoạch đã được HS thiết kế (kế hoạch dự kiến)

Cuối cùng, căn cứ vào kết quả của thí nghiệm, HS rút ra kết luận, nghãi là HS lĩnh hội được kiến thức từ thí nghiệm mà không phải do thày truyền đạt và HS tiếp thu một cách thụ động

Hiện nay hầu hết các bài thực hành thí nghiệm sinh học ở THPT trong chương trình và SGK được bố trí ở cuối mỗi chương chỉ mang tính chất củng cố minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài học của chương trình dưới hình thức phần lớn là “bày sẵn” từng bước cho HS Hơn nữa

số tiết thực hành quy định trong chương trình và SGK cũng còn rất hạn chế Rồi đây, chắc chắn số tiết này có thể sẽ được nâng lên cho phù hợp với xu thế chung của giáo dục thế giới và tương ứng với tính chất của các môn khoa học thực nghiệm

Trước mắt trong khi chờ đợi, đòi hỏi lòng nhiệt tâm vì sự nghiệp giáo dục của các thầy cô đang tiến hành các bài thực hành hiện có theo phương thức mới ở những nội dung phù hợp và cũng có thể bổ sung thêm các thí nghiệm vào các tiết dạy khi có thể và có điều kiện thích hợp

Trong tài liệu này, ngoài một số thí nghiệm thực hành đã quen thuộc, chúng tôi sẽ giới thiệu một số thí nghiệm thực hành có tính chất gợi ý để các đơn vị tham khảo và vận dụng trong điều kiện có thể, cũng có thể tiến hành hình thức ngoại khóa hoặc đi đến các cơ sở có điều kiện về trang thiết bị thí nghiệm thực hành sinh học để học tập

III Những yêu cầu cần thiết cho việc dạy thực hành hóa học có hiệu quả

Dạy thực hành, mục đích chính là rèn các kỹ năng thao tác chân tay, các đức tính kiên nhẫn, biết chấp nhận thất bại và tự tìm cách khắc phục thất bại để

đạt được mục đích của mình Vì vậy học sinh phải tự mình làm thí nghiệm cho dù các thao tác ban đầu còn vụng về và thường xuyên thất bại Như vậy, nếu quan niệm thực hành chỉ là minh họa, trình diễn để học sinh xem thì việc tổ chức cho

cả lớp học sinh vào một phòng thí nghiệm làm cùng lúc là được nhưng học sinh không thể hình thành được kỹ năng cũng như rèn luyện được những đức tính cần thiết của người làm khoa học Còn nếu để học sinh tự làm thì lại phải chia lớp thành các nhóm nhỏ tối đa khoảng 10 em thì các em mới có thể tự làm thí nghiệm được và học sinh chỉ hình thành được kỹ năng khi được làm đi làm lại nhiều lần một kỹ năng nhất định

Một quan niệm không đúng về dạy thực hành là giáo viên thường không

đưa ra các tình huống khác thường để dạy học sinh cách phân tích rút ra các kết luận phù hợp cũng như không biết cách tìm ra nguyên nhân khi thí nghiệm không

thành công Học sinh được yêu cầu phải tìm ra nguyên nhân (đưa ra giả thuyết)

và làm thí nghiệm chứng minh giả thuyết của mình là đúng Như vậy mục đích

cốt lõi của dạy thực hành là rèn các kỹ năng khéo léo trong các thao tác tay chân, các kỹ năng bố trí thí nghiệm, thu thập kết quả, giải thích kết quả thực nghiệm, lý giải đưa ra các giả thuyết và tự tiến hành các thí nghiệm chứng

minh giả thuyết của mình là đúng chứ không đơn thuần là minh họa cho các bài

lý thuyết Như vậy dạy thực hành phát triển các kỹ năng tổng hợp và do vậy tất

cả các học sinh cần được dạy thực hành Lưu ý là ngay cả trong các kỳ thi Olympic hóa học Quốc tế có sử dụng các trang thiết bị hiện đại như trắc quang, điện di, sắc ký, quang phổ vv thì điểm của học sinh cao hay thấp không phụ thuộc vào thiết bị trừ phi học sinh chưa được làm quen với thiết bị đó Vì sử dụng thiết bị hiện đại cũng chỉ để thu thập số liệu, trong khi đó các kỹ năng đơn giản

như pha loãng hóa chất, xử lý số liệu thu được như vẽ đồ thị, rút ra các két luận phù hợp, biết cách sắp xếp thời gian hợp lý vv lại quyết định kết quả cuối cùng.

Qui trình cho một bài thí nghiệm có thể gồm các bước như sau:

- Chuẩn bị thí nghiệm: GV phải có kế hoạch đảm bảo chuẩn bị đầy đủ dụng

cụ, hóa chất, mẫu vật và các điều kiện cần thiết khác để thí nghiệm thành công

Có thể giao cho HS chuẩn bị nhưng phải kiểm tra

- Bước 1: GV nêu mục tiêu thí nghiệm (hoặc hướng dẫn học sinh phát biểu mục tiêu thực hành), phải đảm bảo mỗi HS nhận thức rõ mục tiêu làm thí nghiệm

để làm gì?

Phổ biến nội qui an toàn phòng thí nghiệm: Ngay khi bắt đầu một bài thực hành,

giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh về qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm Điều này là hết sức cần thiết và phải làm ngay mỗi lần học sinh vào phòng thí nghiệm Bên cạnh đó cũng cần phổ biến cách cấp cứu trong những trường hợp cần thiết như bỏng hóa chất, băng bó khi bị thương vv

- Bước 2: GV hướng dẫn HS cách tiến hành thí nghiệm, phải đảm bảo mỗi

HS nhận thức rõ làm thí nghiệm như thế nào? Bằng cách nào?

Giáo viên giới thiệu qui trình thí nghiệm: Học sinh có thể tự đọc qui trình thí

nghiệm nếu có sẵn trong SGK hoặc giáo viên giới thiệu cho từng học sinh Sau

đó học sinh tự kiểm tra các loại hóa chất thiết bị, mẫu vật xem có đáp ứng được với yêu cầu bài thực hành hay không

Tiến hành thí nghiệm: Học sinh tự tiến hành thí nghiệm theo qui trình đã cho

để thu thập số liệu

- Bước 3: Mô tả kết quả thí nghiệm HS viết ra (hoặc nói ra) các kết quả mà

họ quan sát thấy trong quá trình làm thí nghiệm

Xử lý số liệu thực nghiệm: Học sinh xử lý số liệu và viết báo cáo thí nghiệm

nộp cho giáo viên Cuối buổi giáo viên có thể đưa ra các tình huống khác với thí nghiệm để học sinh suy ngẫm và tìm cách lý giải

Giải thích các hiện tượng quan sát được: đây là giai đoạn có nhiều thuận lợi

để tổ chức HS học theo phương pháp tích cực GV có thể dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo kiểu nêu vấn đề giúp HS tự giải thích các kết quả

- Rút ra kết luận cần thiết: GV yêu cầu HS căn cứ vào mục tiêu ban đầu trước khi làm thí nghiệm để đánh giá công việc đã làm

- Chú ý: Các thí nghiệm hóa học có thể là thí nghiệm định tính hay định lượng Các thí nghiệm định tính thì không nên quá tiết kiệm nguyên liệu, sẽ khó

quan sát kết quả Các thí nghiệm định lượng thì cần chính xác hàm lượng các chất làm thí nghiệm mới có kết quả

- Tóm tắt quy trình một bài thực hành

HS phải nhận thức được và phát biểu rõ mục tiêu (trả lời câu hỏi: để làm gì?)

câu hỏi: có làm được không?)

gì? thu được kết quả ra sao?)

sao? Mục tiêu đã hoàn thành hay chưa?)

B QUY TẮC LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC

I An toàn khi làm việc với axit và kiềm

1 An toàn khi làm việc với axit:

- Phải làm việc trong tủ hút bất cứ khi nào đun nóng axit hoặc thực hiện phản ứng với các hơi axit tự do

- Khi pha loãng, luôn phải cho axit vào nước trừ phi được dùng trực tiếp

- Giữ để axit không bắn vào da hoặc mắt bằng cách đeo khẩu trang, găng tay

và kính bảo vệ mắt Nếu làm văng lên da, lập tức rửa ngay bằng một lượng nước lớn

- Luôn phải đọc kỹ nhãn của chai đựng và tính chất của chúng

- Lấy axit đúng lượng đã ghi trong tài liệu, mỗi axit phải có muỗng hoặc ống hút riêng

- Axit rơi đổ ra ngoài phải dọn ngay, đổ các axit thải đúng nơi quy định.

2 An toàn khi làm việc với kiềm

- Kiềm có thể làm cháy da, mắt gây hại nghiêm trọng cho hệ hô hấp

- Mang găng tay cao su, khẩu trang khi làm việc với dung dịch kiềm đậm đặc

- Thao tác trong tủ hút, mang mặt nạ chống độc để phòng ngừa bụi và hơi kiềm

- Dung dịch amoniac: là một chất lỏng và khí amoniac rất ăn da, mang găng tay cao su, khẩu trang, thiết bị bảo vệ hệ thống hô hấp Hơi amoniac dễ phản ứng mạnh với chất oxi hoá, halogen, axit mạnh

- Kim loại Na, K, Li, Ca: phản ứng cực mạnh với nước, ẩm, CO2, halogen, axit mạnh, dẫn xuất clo của hydrocacbon Tạo hơi ăn mòn khi cháy Cần mang dụng cụ bảo vệ da mắt

- Can xi oxit rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước, cần bảo vệ da mắt, đường hô hấp do dễ nhiểm bụi oxit

- Natri hiđroxit và kali hiđroxit: rất ăn da, tỏa nhiệt lớn khi tan trong nước Các biện pháp an toàn như trên, cho từng viên hoặc ít bột vào nước chứ không được làm ngược lại

- Lấy kiềm đúng lượng đã ghi trong tài liệu, mỗi loại kiềm phải có muỗng

hoặc ống hút riêng

- Kiềm rơi đổ ra ngoài phải dọn ngay, đổ các kiềm thải đúng nơi quy định.

II Quy tắc làm việc với hóa chất thí nghiệm

1 Hoá chất thí nghiệm:

Các hoá chất dùng để phân tích, làm thí nghiệm, tiến hành phản ứng, trong phòng thí nghiệm được gọi là hóa chất thí nghiệm Hoá chất có thể ở dạng rắn (Na, MgO, NaOH, KCl, (C6H5COOH) .; lỏng (H2SO4, aceton, ethanol, chloroform, ) hoặc khí (Cl2 , NH3 , N2 , C2H2 ) và mức độ tinh khiết khác nhau:

2 Nhãn hiệu hoá chất:

Hóa chất được bảo quản trong chai lọ thủy tinh hoặc nhựa đóng kín có nhãn ghi tên hoá chất, công thức hóa học, mức độ sạch, tạp chất, khối lượng tịnh, khối lượng phân tử, nơi sản xuất, điều kiện bảo quản

3 Cách sử dụng và bảo quản hoá chất:

Khi làm việc với hóa chất, nhân viên phòng thí nghiệm cũng như giáo viên, học sinh cần hết sức cẩn thận, tránh gây những tai nạn đáng tiếc cho mình và cho mọi người Những điều cần nhớ khi sử dụng và bảo quản hóa chất được tóm tắt như sau:

- Hóa chất phải được sắp xếp trong kho hay tủ theo từng loại (hữu cơ, vô cơ, muối, axit, bazơ, kim loại, ) hay theo một thứ tự a, b, c để khi cần dễ tìm

- Tất cả các chai lọ đều phải có nhãn ghi, phải đọc kỹ nhãn hiệu hóa chất trước khi dùng, dùng xong phải trả đúng vị trí ban đầu

- Chai lọ hóa chất phải có nắp Trước khi mở chai hóa chất phải lau sạch nắp, cổ chai, tránh bụi bẩn lọt vào làm hỏng hóa chất đựng trong chai

- Các loại hóa chất dễ bị thay đổi ngoài ánh sáng cần phải được giữ trong chai lọ màu vàng hoặc nâu và bảo quản vào chổ tối

- Dụng cụ dùng để lấy hóa chất phải thật sạch và dùng xong phải rửa ngay, không dùng lẫn nắp đậy và dụng cụ lấy hóa chất

- Khi làm việc với chất dễ nổ, dễ cháy không được để gần nơi dễ bắt lửa Khi cần sử dụng các hóa chất dễ bốc hơi, có mùi, phải đưa vào tủ hút, chú ý đậy kín nắp sau khi lấy hóa chất xong

- Không hút bằng pipet khi chỉ còn ít hóa chất trong lọ, không ngửi hay nếm thử hóa chất

- Khi làm việc với axit hay bazơ mạnh: Bao giờ cũng đổ axit hay bazơ vào nước khi pha loãng (không được đổ nước vào axit hay bazơ); Không hút axit hay bazơ bằng miệng mà phải dùng các dụng cụ riêng như quả bóp cao su, pipet máy Trường hợp bị bỏng với axit hay bazơ rửa ngay với nước lạnh rồi bôi lên vết bỏng NaHCO3 1% (trường hợp bỏng axit) hoặc CH3COOH 1% (nếu bỏng bazơ) Nếu bị bắn vào mắt, dội mạnh với nước lạnh hoặc NaCl 1%

Trường hợp bị hóa chất vào miệng hay dạ dày, nếu là axit phải súc miệng và uống nước lạnh có NaHCO3, nếu là bazơ phải súc miệng và uống nước lạnh có CH3COOH 1%

C CÁC CẢNH BÁO VỀ CÁC NGUY HIỂM CÓ THỂ GẶP

VÀ KHUYẾN CÁO VỀ AN TOÀN TRONG KHI LÀM THÍ NGHIỆM

1 Cảnh báo các nguy cơ đặc biệt (Kí hiệu R - Risk)

R 1 Gây nổ khi ở dạng khô

R 2 Nguy cơ nổ khi va đập, ma sát, có lửa hoặc nguồn gây cháy khác

R 3 Nguy cơ gây nổ rất cao khi va đập, ma sát, có lửa hoặc nguồn gây cháy khác

R 4 Tạo ra các hợp chất nổ kim loại rất nhạy

R 5 Đun nóng có thể gây nổ

R 6 Gây nổ khi tiếp xúc hoặc không tiếp xúc với không khí

R 7 Có thể gây cháy

R 8 Tiếp xúc với vật liệu cháy có thể gây cháy

R 9 Gây nổ khi trộn với chất dễ cháy

R 10 Có thể cháy

R 11 Rất dễ cháy

R 12 Dễ cháy

R 13 Khí hóa lỏng rất dễ cháy

R 14 Phản ứng mãnh liệt với nước

R 15 Tiếp xúc với nước giải phóng khí dễ bốc cháy

R 16 Gây nổ khi trộn với các chất oxi hóa

R 17 Tự bốc cháy trong không khí

R 18 Khi sử dụng, có thể tạo ra hỗn hợp hơi với không khí gây cháy hoặc nổ

R 19 Có thể tạo ra các peoxit gây nổ

R 20 Nguy hiểm khi hít vào

R 21 Nguy hiểm khi tiếp xúc với da

R 22 Nguy hiểm nếu nuốt vào

R 23 Ngộ độc khi hít vào

R 24 Ngộ độc khi tiếp xúc với da.

R 25 Ngộ độc nếu nuốt vào

R 26 Rất độc khi hít vào

R 27 Rất độc khi tiếp xúc với da

R 28 Rất độc nếu nuốt vào

R 29 Tiếp xúc với nước giải phóng khí độc

R 30 Khi sử dụng, có thể rất dễ cháy

R 31 Tiếp xúc với axit giải phóng khí độc

R 32 Tiếp xúc với axit giải phóng khí rất độc

R 33 Gây nguy hiểm do các tác động tích lũy

R 34 Gây bỏng

R 35 Gây bỏng nặng

R 36 Gây cay mắt

R 37 Dị ứng cho hệ hô hấp

R 38 Gây mẩn ngứa da

R 39 Nguy hiểm do các tác động nghiêm trọng không thể loại bỏ

R 40 Có thể nguy hiểm do các tác động nghiêm trọng không thể loại bỏ

R 41 Nguy hiểm do gây hỏng mắt nặng

R 42 Có thể gây sổ mũi khi hít vào

R 43 Có thể gây mẫn ngứa khi tiếp xúc với da

R 44 Nguy cơ gây nổ nếu đun nóng trong bình kín

R 45 Có thể gây ung thư

R 46 Có thê gây tổn hại gen

R 47 Có thê gây tổn hại phôi

R 48 Nguy hiểm do bị tổn hại kéo dài

……

2 Khuyến cáo về an toàn (Kí hiệu S - Safety)

S 1 Nút kín bình chứa

S 2 Để cách xa tầm với của trẻ con

S 3 Giữ nơi thoáng mát

S 4 Bảo quản cách xa khu dân cư

S 5 Bảo quản bình chứa dưới các điều kiện (chất lỏng được nhà sản xuất đưa ra chỉ dẫn riêng)

S 6 Bảo quản dưới các điều kiện (khí trơ được nhà sản xuất chỉ dẫn riêng)

S 7 Bảo quản bình chứa ở dạng đóng kín

S 8 Bảo quản bình chứa khô ráo

S 9 Bảo quản bình chứa nơi thông gió

S 10 Bảo quản bình chứa chất trong bình ở dạng ướt

S 11 Tránh tiếp xúc với không khí

S 12 Không bảo quản bình chứa ở dạng kín

S 13 Bảo quản cách xa thực phẩm, nước uống và thực phẩm cho gia súc

S 14 Bảo quản cách xa ( các chất đố kị nhau phải được nhà sản xuất chỉ định)

S 15 Bảo quản cách xa nhiệt

S 16 Bảo quản cách xa nguồn phát lửa Cấm hút thuốc

S 17 Bảo quản cách xa các chất dễ cháy

S 18 Tiếp xúc và mở bình chứa hoá chất cẩn thận

S 20 Khi sử dụng hóa chất không ăn hoặc uống đồng thời

S 21 Khi sử dụng hóa chất không hút thuốc

S 22 Không hít bụi hóa chất

S 23 Không hít khí/khói/ hơi/ khí phun sương

S 24 Tránh tiếp xúc hóa chất với da

S 25 Tránh hóa chất bắn vào mắt

S 26 Trong trường hợp bị bắn vào mắt, phải rửa ngay với nhiều nước và đến cơ quan y tế

S 27 Cởi bỏ ngay áo quần bị nhiễm bẩn hóa chất

S 28 Khi bị dính vào da, rửa ngay với một lượng nhiều (do nhà sản xuất chỉ định)

S 29 Không làm khô kiệt bình chứa

S 30 Không bao giờ được cho nước vào sản phẩm này

S 31 Bảo quản cách xa các chất gây cháy

S 33 Cần có các biện pháp đề phòng sự phóng điện

S 34 Tránh va đập và ma sát

S 35 Chất này và bình chứa nó phải được loại bỏ theo cách an toàn thích hợp

S 36 Mặc quần áo bảo vệ thích hợp

S 37 Đeo găng tay thích hợp

S 38 Trong trường hợp không đủ thông thoáng, phải đeo thiết bị trợ hô hấp

S 39 Đeo phương tiện bảo vệ mắt/ mặt

S 40 Để vệ sinh sàn và các vật dụng bị nhiễm bẩn hóa chất này, cần sử dụng (do nhà sản xuất chỉ định)

S 41 Trong trường hợp cháy và/ hoặc nổ không được hít khói

S 42 Trong thời gian phun khói / phun sương phải đeo thiết bị trợ hô hấp thích hợp

S 43 Trong trường hợp cháy, sử dụng (chỉ rõ chính xác dùng loại dụng cụ cứu hỏa

nào Nếu nước làm tăng nguy cơ thì không bao giờ được dùng nước)

S 44 Nếu cảm thấy người không khỏe, đến cơ quan y tế ngay (có biển chỉ dẫn)

S 45 Trong trường hợp tai nạn hoặc nếu người không được khỏe đến cơ quan y tế ngay (có biển chỉ dẫn)

S9 Giữ bình chứa ở nơi thông thoáng

S16 Tránh xa nguồn lửa

S23 Không hít khí/khói/ hơi/khí phun sương

S33 Thực hiện các biện pháp phòng ngừa chống phóng tĩnh điện

Axit clohidric

Khối lượng phân tử 36,46

Khối lượng riêng 1,200 g/cm3

R34 Nguyên nhân bỏng

R37 Dị ứng cho hệ hô hấp

S26 Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, rửa sạch ngay với thật

nhiều nước và tìm kiếm y tế tư vấn

S36 Mặc quần áo bảo hộ phù hợp

S45 Trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc nếu bạn cảm thấy

không được khỏe, tìm tư vấn y tế ngay lập tức (mang theo nhãn hiệu nếu có thể)

S16 Tránh xa nguồn lửa – Cấm hút thuốc

S36/37 Mặc quần áo bảo hộ phù hợp và đeo găng tay

Chất độc (T) và rất

độc (T + )

Chất dễ cháy (F) và rất dễ cháy (F + ) Chất dễ bắt lửa (X

i ) và độc (X n )

Chất gây nguy hiểm với môi trường (N)

Hình 1 Kí hiệu biểu diễn một số cảnh báo nguy hiểm

D CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI

Khi chưa thực hiện chương trình giảm thiểu chất thải, lượng chất thải sinh ra lớn và tích lũy ngày càng nhiều Khi đã triển khai các biện pháp giảm thiểu, tận dụng chất thải, lượng chất thải giảm đi đáng kể nhưng chúng vẫn tồn tại trong môi trường Do đó, chúng ta vẫn cần phải tiến hành xử lý, thải bỏ chất thải một cách an toàn, theo các phương pháp được trình bày dưới đây:

Phân loại rác thải

Rác thải hiện nay đang là một vấn đề nan giải của xã hội và môi trường, phân loại rác thải tạo thuận lợi hơn cho quá trình xử lý, tái chế và làm giảm tác động tới môi trường

Mô hình phân loại rác nên thực hiện theo từng bước

 Bước 1 là phân loại được hai loại rác thải là vô cơ và hữu cơ;

 Bước 2 là phân loại được ba loại rác thải là hữu cơ, vô cơ có thể tái chế và

vô cơ không thể tái chế, độc hại

Khi mới thực hiện phân loại rác thải sẽ có loại rác được phân loại và rác chưa được phân loại vì vậy loại rác chưa được phân loại sẽ được thu gom riêng Rác sau khi được thu gom được vận chuyển tới nhà máy chế biến rác thải; chế biến phân bón nông nghiệp từ rác hữu cơ, gạch xây dựng từ những rác thải phế liệu như đá, sỏi…

Các phương pháp hoá học và vật lý

Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp vật lý nhằm tách chất nguy hại

ra khỏi chất thải bằng các phương pháp tách pha

Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp hoá học nhằm thay đổi tính chất hoá học của chất thải để chuyển nó về dạng không nguy hại

1 Lọc Lọc là phương pháp tách hạt rắn từ dòng lưu chất (khí, lỏng hay kem

nhão…) khi đi qua môi trường xốp (vật liệu lọc) Các hạt rắn được giữ lại ở vật liệu lọc Quá trình lọc có thể thực hiện nhờ chênh lệch áp suất gây bởi trọng lực, lực ly tâm, áp suất chân không, áp suất dư

2 Kết tuả Kết tuả là quá trình chuyển chất hoà tan thành dạng không tan

bằng các phản ứng hoá học tạo tủa hay thay đổi thành phần hóa chất trong dung dịch (thay đổi pH…), thay đổi điều kiện vật lý của môi trường (hạ nhiệt độ) để giảm độ hoà tan của hoá chất, phần không tan sẽ kết tinh Phương pháp kết tuả thường dùng kết hợp với các quá trình tách chất rắn như lắng cặn, ly tâm và lọc

3 Oxy hoá khử Phản ứng oxy hoá khử là phản ứng trong đó trạng thái oxy

hoá của một chất phản ứng tăng lên trong khi trạng thái oxy hoá của một chất khác giảm xuống Chất cho electron là chất khử, chất nhận electron là chất oxy hoá Để thực hiện quá trình oxy hoá khử, người ta trộn chất thải với hoá chất xử

lý (tác nhân oxy hoá hay khử) hay cho tiếp xúc các hoá chất ở các dạng dung dịch với hoá chất ở thể khí

4 Bay hơi Bay hơi là làm đặc chất thải dạng lỏng hay huyền phù bằng

phương pháp cấp nhiệt để hoá hơi chất lỏng Phương pháp này thường dùng trong giai đoạn xử lý sơ bộ để giảm số lượng chất thải cần xử lý cuối cùng

5 Đóng rắn và ổn định chất thải Đóng rắn là làm cố định hoá học, triệt

tiêu tính lưu động hay cô lập các thành phần ô nhiễm bằng lớp vỏ bền vững tạo thành một khối nguyên có tính toàn vẹn cấu trúc cao Phương pháp này nhằm giảm tính lưu động của chất nguy hại trong môi trường; làm chất thải dễ vận chuyển do giảm khối lượng chất lỏng trong chất thải và đóng rắn chất thải; giảm

bề mặt tiếp xúc chất thải với môi trường tránh thất thoát chất thải do lan truyền,

rò rỉ, hạn chế hoà tan hay khử độc các thành phần nguy hại Đóng rắn là quá trình

bổ sung vật liệu vào chất thải để tạo thành− khối rắn Trong đó có thể có các liên kết hoá học giữa chất độc hại và phụ gia Ổn định là quá trình chuyển chất thải thành dạng ổn định hoá học− hơn Thuật ngữ này cũng bao gồm cả đóng rắn nhưng cũng bao gồm cả sử dụng các phản ưng hoá học để biến đổi các thành phần chất độc hại thành chất mới không độc Cố định hoá học là biến đổi chất độc hại thành dạng mới không− độc Bao gói là quá trình bao phủ hoàn toàn hay

sử dụng hàng rào bao− quanh khối chất thải bằng một chất khác Chất kết dính vô

cơ thường dùng là ximăng, vôi, pozzolan, thạch cao, silicat Chất kết dính hữu cơ thường dùng là epoxy, polyester, nhực asphalt, polyolefin, ure formaldehyt

Các phương pháp nhiệt

1 Phương pháp đốt Quá trình đốt là một quá trình biến đổi chất thải rắn

dưới tác dụng của nhiệt và quá trình oxi hóa hoá học Đốt là quá trình oxy hoá ở nhiệt độ cao bằng oxy không khí, bằng cách đốt chất thải ta có thể giảm thể tích của nó đến 80-90%; Nhiệt độ buồng đốt phải cao hơn 800oC, sản phẩm sau cùng bao gồm khí có nhiệt độ cao bao gồm nitơ và cacbonic, hơi nước, và tro Năng lượng có thể thu hồi được từ quá trình trao đổi nhiệt do khí sinh ra có nhiệt độ cao

Đốt thùng quay Lò đốt thùng quay được sử dụng để xử lý các loại chất thải nguy hại ở dạng rắn, cặn, bùn và cũng có thể ở dạng lỏng Thùng quay hoạt động

ở nhiệt độ khoảng 1100oC

Đốt bằng phương pháp phun chất lỏng Chất thải nguy hại dạng lỏng được đốt trực tiếp trong lò đốt bằng cách phun vào vùng ngọn lửa hay vùng cháy của lò phụ thuộc vào nhiệt trị chất thải Lò đốt được duy trì nhiệt độ khoảng trên

1000oC Thời gian lưu của chất thải lỏng trong lò từ vài phần giây đến 2,5 giây.Đốt có xúc tác Sử dụng xúc tác cho vào lò đốt để tăng cường tốc độ oxy hoá chất thải ở nhiệt độ thấp hơn so với lò đốt thông thường (<537oC) Phương pháp này chỉ áp dụng cho chất thải lỏng

2 Sử dụng chất thải nguy hại làm nhiên liệu Đây là phương pháp tiêu hủy

chất thải bằng cách đốt cùng với các nhiên liệu thông thường khác để tận dụng nhiệt cho các thiết bị tiêu thụ nhiệt: nồi hơi, lò nung, lò luyện kim, lò nấu thủy tinh Lượng chất thải bổ sung vào lò đốt có thể chiếm 12-25% tổng lượng nhiên liệu

3 Nhiệt phân Nhiệt phân là quá trình phân hủy hay biến đổi hoá học chất

thải rắn xảy ra do nung nóng trong điều kiện không có sự tham gia của oxy và tạo

ra sản phẩm cuối cùng của quá trình biến đổi chất thải rắn là các chất dưới dạng rắn, lỏng và khí Nhiệt phân là quá trình tiêu hủy hay biến đổi hoá học xảy ra do nung nóng trong điều kiện không có oxy

Quá trình nhiệt phân gồm hai giai đoạn:

E MỘT SỐ KĨ NĂNG VÀ THAO TÁC CƠ BẢN VỀ CHUẨN ĐỘ

TRONG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA HỌC

1 Cách sử dụng Pipet: dùng để lấy chính xác thể tích dung dịch Khi thao

tác với pipet tránh nắm cả tay vào pipet vì nhiệt từ tay sẽ làm thay đổi thể tích của chất lỏng trong pipet Khi lấy dung dịch bằng pipet, tay cầm đầu trên của pipet bằng ngón cái và ngón giữa của tay thuận rồi nhúng đầu dưới của pipet vào dung dịch (gần đáy bình) Tay kia cầm quả bóp cao su, bóp lại rồi đưa vào đầu trên của pipet để hút dung dịch vào pipet đến khi dung dịch trong pipet cao hơn vạch mức 2-3 cm Dùng ngón tay trỏ bịt nhanh đầu trên của pipet lại để chất lỏng không chảy khỏi pipet Dùng tay không thuận nâng bình đựng dung dịch lên, điều chỉnh nhẹ ngón tay trỏ để chất lỏng chảy từ từ ra khỏi pipet cho đến khi mặt cong phía dưới của chất lỏng trùng với vạch của pipet thì dùng ngón tay trỏ bịt chặt đầu trên của pipet là và chuyển pipet có chứa một thể tích chính xác chất lỏng sang bình chuẩn độ Khi lấy dung dịch và khi cho chất lỏng chảy khỏi pipet cần giữ cho pipet ở vị trí thẳng đứng Khi chất lỏng chảy xong cần chạm nhẹ pipet vào phần bình không có dung dịch (hình 3) nhưng tuyệt đối không thổi giọt dung dịch còn lại trong pipet (nếu thành pipet có chú thích là loại TD)

Khi đọc thể tích trên pipet chú ý lấy 02 chữ số có nghĩa sau dấu phảy

2 Cách sử dụng Buret: Khi làm việc với buret cần kiểm tra cầu khóa buret

có đảm bảo kín và trơn, nếu cần thì bôi khóa với một lớp mỏng vaselin để tăng độ kín và trơn Kẹp buret vào giá buret ở vị trí thẳng đứng Trước mỗi lần chuẩn độ cần tráng buret bằng chính dung dịch sẽ đựng trong buret và phải đổ dung dịch vào buret tới vạch “0” phía trên và chú ý làm đầy cả phần cuối và cả khóa buret Khi đọc thể tích buret, mắt phải để ở vị trí ngang mặt cong phía dưới dung dịch trong suốt hoặc phần trên mặt lồi với dung dịch không màu và chú ý lấy 01 chữ

số có nghĩa sau dấu phảy Khi tiến hành chuẩn độ phải để cho dung dịch chảy khỏi buret từ từ để tất cả chất lỏng chảy ra hết khỏi buret và sau 30 giây kể từ khi khóa dung dịch mới đọc kết qủa Cuối quá trình chuẩn độ phải nhỏ từng giọt

dung dịch và làm vài lần để lấy giá trị trung bình Phép chuẩn độ được coi là kết thúc khi hiệu thể tích giữa các lần chuẩn độ song song không quá ± 0,1 ml.

(a) nạp dung dịch vào

buret

(b) Kiểm tra xem có còn bọt khí ở khóa van không

(c) rửa đầu buret bằng nước cất

(d) làm sạch và khô buret trước khi chuẩn độ

Hình 2 Các thao tác với buret trước khi chuẩn độ

3 Cách lấy dung dịch để chuẩn độ: (chỉ dùng nước cất để tráng, không

được dùng dung dịch cần lấy để tráng bình nón)

Chúng ta sử dụng pipet để lấy dung dịch chuẩn hoặc dung dịch phân tích vào bình nón (hình 12)

(d) Tia nước cất xung quang bình nón để đảm bảo tất cả thể tích chính xác dung dịch đã lấy được phản ứng với chất chuẩn

Hình 3 Các thao tác lấy dung dịch vào bình nón bằng pipet

4 Để pha dung dịch chuẩn từ chất gốc, người ta cân một lượng xác định phù

hợp chất gốc trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001 hoặc 0,00001g, hoà tan định lượng lượng cân trong bình định mức có dung tích thích hợp rồi pha loãng bằng nước cất hoặc dung môi thích hợp tới vạch mức

Thí dụ: để pha dung dịch chuẩn NaOH 0,0500 M (M = 40), trước tiên cần tính khối lượng NaOH cần thiết để pha chế được 250 ml dung dịch NaOH nồng

độ 0,0500M theo công thức:

m= 0,250×0,05×40 = 0,50 gam

Cân 0,50 gam NaOH có độ tinh khiết phân tích trong cốc cân trên cân phân tích, chuyển chất rắn qua phễu vào bình định mức 250,0 ml Tráng cốc cân 3 lần bằng nước cất vào bình định mức Thêm khoảng 150ml nước cất nữa và lắc kĩ cho tan hết sau đó thêm nước cất đến vạch mức, lắc kĩ để trộn đều, ta có dung dịch chuẩn NaOH 0,0500M

5 Cách tiến hành chuẩn độ:

- Tay không thuận cầm khóa van (hình 13a)

- Tay thuận cầm bình nón (hình 13b)

- Chuẩn độ với tốc độ nhanh trước điểm tương đương một vài ml

- Để đầu buret chạm vào bình nón (hình 13c)

- Tia nước cất xung quanh để dung dịch của chất chuẩn nếu có bám trên thành của bình nón sẽ được đi xuống (hình 13d)

- Khi gần đến điểm tương đương chuẩn với tốc độ chậm

- Dấu hiệu kết thúc chuẩn độ là khi dung dịch vừa chuyển từ mầu A sang màu B

Hình 4 Các thao tác trong quá trình chuẩn độ

Phần 2 Một số bài thí nghiệm thực hành môn hóa học

BÀI 1 PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ Thí nghiệm 1: Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm

I Mục đích của thí nghiệm

- Học sinh hiểu nguyên tắc điều chế oxi trong phòng thí nghiệm

- Điều chế và thu khí oxi trong phòng thí nghiệm

- Rèn luyện các kĩ năng thí nghiệm cơ bản: lấy, sử dụng hóa chất, lắp dụng cụ thí

nghiệm, thu khí bằng cách đẩy nước, quan sát hiện tượng, dự đoán và giải thích các hiện tượng xảy ra

II Cơ sở lý thuyết

- Nhiệt phân các hợp chất giàu oxi hoặc phân hủy các chất không bền ở nhiệt độ cao như KClO3, KMnO4, HgO, H2O2, …

2KClO3 MnO o

t

→2 2KCl + 3O2↑2KMnO4 →t o K2MnO4 + MnO2 + O2↑

III Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm thực hành

Ống nghiệm;

Lọ thuỷ tinh miệng rộng, ống dẫn khí

cong; nút cao su;

35-IV Các bước tiến hành của thí nghiệm thực hành

IV.1 Điều chế oxi từ hỗn hợp KClO 3 và MnO 2

Hình 5 Điều chế từ KClO3 và thu oxi bằng cách đẩy nước

IV.2 Điều chế từ KMnO 4

Lấy khoảng 2,0 g KMnO4 vào một ống nghiệm khô Lắp ống nghiệm lên giá sắt, sao cho miệng ống nghiệm hơi thấp hơn đáy ống nghiệm Thêm một lớp bông vào bên trong miệng ống nghiệm, rồi lắp nút có cắm ống dẫn khí Thử độ kín của thiết bị bằng cách áp dụng nguyên lý bình thông nhau như trên

Thu đầy lọ khí O2, đậy kín lọ Tiếp tục thu lọ khí O2 khác

Hình 6 Điều chế từ KMnO4 và thu oxi bằng cách đẩy nước

IV.3 Điều chế từ H 2 O 2

Lắp dụng cụ như hình dưới đây

Hình 7 Điều chế từ H2O2 và thu oxi bằng cách đẩy nước

nút cao su Mở từ từ khoá phễu brom để cho dd H2O2 chảy xuống, tiếp xúc với chất xúc tác MnO2 ; khí O2 được thu vào lọ thu khí bằng phương pháp đẩy nước.

Khi thu khí oxi, giữ lại một lớp nước mỏng trong lọ khí oxi

VI Phân tích kết quả thí nghiệm và báo cáo

Khí oxi được sinh ra theo phương trình hóa học như thế nào?

 Khí oxi được tạo ra do quá trình oxi hóa – khử của những chất nào? Viết phương trình biểu diễn quá trình oxi hóa – khử

Khí oxi sinh ra có những đặc điểm về trạng thái, màu sắc, mùi vị, khối lượng so với không khí như thế nào?

Có thể nhận ra khí oxi thu được bằng cách nào?

VII Câu hỏi kiểm tra và mở rộng

1) Tại sao khi lắp ống nghiệm vào giá sắt hay kẹp gỗ thì miệng ống nghiệm có đựng hóa chất (KClO3 + MnO2 ) phải hơi chúc xuống?

2) Vì sao có thể thu oxi bằng cách đẩy nước hoặc đẩy không khí?

3) Tại sao phải tháo rời ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn?

B Ngăn KMnO4 bị cuốn theo oxi khi nung nóng.

C Tăng diện tích tiếp xúc

D Giữ khí oxi thoát ra từ từ

5) Trong quá trình điều chế khí oxi bằng phương pháp đẩy nước, muốn dừng thí

nghiệm ta phải lưu ý điều gì?

A Rút nhanh đèn cồn ra khỏi ống nghiệm chứa hóa chất

B Rút nhanh ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn

C Khóa ngay đường ống dẫn khí

D Thổi tắt ngay đèn cồn

6) Phải đặt bình thu như thế nào khi thu khí oxi bằng phương pháp đẩy không khí

?

7) Khi lắp hệ thống điều chế oxi, ta phải đặt ống nghiệm chứa hóa chất như thế

Thí nghiệm 2 Oxi tác dụng với kim loại và phi kim

+ Cách lấy S bằng đầu đũa thủy tinh và đốt trong lọ chứa O2

II Cơ sở lý thuyết

Fe là một kim loại chuyển tiếp, ở ô 26, thuộc nhóm VIIIB của bảng tuần hoàn, cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 Fe có tính khử ở mức trung bình, số oxi hóa thường gặp trong các hợp chất là +2 và +3

Na là một kim loại kiềm, ở ô 11, thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn, cấu hình electron1s22s22p63s1, có 1e ở lớp ngoài cùng, tính khử mạnh, chỉ có số oxi hóa +1 trong các hợp chất

S là một phi kim, ở ô 16, thuộc nhóm VIA của bảng tuần hoàn, cấu hình

electron:1s22s22p63s23p4, có 6e ở lớp ngoài cùng, thể hiện cả tính oxi hóa và tính khử trong các phản ứng hóa học, có các số oxi hóa -2; +4, +6 trong các hợp chất

III Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm

Lưu huỳnh (bột) (R30-S16) …

IV Các bước tiến hành thí nghiệm

IV.1 Oxi tác dụng với sắt

Thu khí oxi vào lọ thuỷ tinh (lấy từ thí nghiệm 1), đáy

lọ có một lớp nước mỏng hoặc một lớp cát mỏng

Lấy sợi dây Fe (thép) nhỏ, tốt nhất là dây phanh xe đạp

dài độ 30cm cuộn tròn thành lò xo Cắm một đầu cuộn

dây vào thanh gỗ nhỏ, đầu kia cuộn dây kẹp chặt

khoảng 1/3 que diêm Đốt cháy phần que diêm rồi từ từ

đưa vào lọ chứa oxi

Cắt 1 mẩu Na bằng hạt ngô nhỏ, cắt bỏ hết lớp oxit

quanh, dùng giấy lọc thấm khô dầu

 Cho mẩu Na vào muỗng đốt hóa chất đã xuyên qua

miếng bìa các tông Sau đó đun nóng trên đèn cồn

cho đến khi Na nóng chảy hoàn toàn có màu sáng

óng ánh rồi đưa vào lọ chứa oxi Quan sát

Hình 9 Oxi tác dụng với Na

IV.3 Oxi tác dụng với Lưu huỳnh

Đốt nóng một đầu đũa thuỷ tinh rồi cho chạm vào

một lượng nhỏ bột S, bột S nóng chảy bám ngay

vào đầu đũa thủy tinh

Đưa đũa thuỷ tinh đã dính S vào ngọn lửa, S cháy

ngay ở đầu đũa thuỷ tinh Quan sát hiện tượng S Hình 10 Oxi tác dụng với lưu huỳnhcháy trong không khí, sau đó đưa nhanh đầu đũa đang cháy vào lọ chứa oxi Quan sát hiện tượng lưu huỳnh cháy trong khí oxi

V Một số lưu ý để thí nghiệm thực hiện thành công

Hình 8 Oxi tác dụng với Fe

V.1 Tốt nhất là nên dùng 01 sợi dây thép tách từ dây phanh xe đạp Trong lọ

thủy tinh chứa oxi có một lớp nước mỏng hoặc một lớp cát mỏng

Phản ứng cháy của Fe xảy ra ở nhiệt độ cao, do đó phải gắn một mẩu diêm ở đầu

lò xo để cung cấp nhiệt lúc đầu cho phản ứng

Nếu dây thép gỉ phải đánh sạch trước khi đốt

V.2 Nên cho vào lọ chứa O2 một lớp cát mỏng.

V.3 Không nên để đũa thủy tinh nóng chạm vào thành lọ thủy tinh.

Trong lọ nên cho trước một lớp nước mỏng để thử sản phẩm

VI Phân tích kết quả thí nghiệm và Báo cáo

VI 1 Sắt cháy trong oxi theo phương trình hóa học như thế nào?

 Phản ứng đốt cháy sắt trong oxi là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

 Que diêm cháy mạnh làm cho sợi dây thép có những hiện tượng gì tiếp theo? Đầu dây thép có hiện tượng gì? thành lọ có hiện tượng gì? Giải thích

VI.2 Natri cháy trong oxi theo phương trình hóa học như thế nào?

Phản ứng với ngọn lửa cháy có màu sắc như thế nào và có kèm theo hiện tượng

gì không?

 Phản ứng đốt cháy natri trong oxi là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

VI.3 Lưu huỳnh cháy trong oxi theo phương trình hóa học như thế nào?

 Phản ứng đốt cháy lưu huỳnh trong oxi là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

VII Câu hỏi kiểm tra và mở rộng

1) Vì sao phải xoắn sợi dây Fe và đầu dây Fe phải kẹp một mẩu diêm khi TN.2) Sản phẩm của phản ứng đốt cháy Fe trong O2 là chất gì? Vì sao?

3) Trong thí nghiệm đốt cháy sắt trong oxi, lớp nước mỏng hoặc lớp cát mỏng ở đáy lọ thủy tinh có tác dụng gì?

4) Có thể nhận biết sản phẩm của phản ứng đốt cháy sắt trong oxi bằng cách nào?5) Sau phản ứng cháy có thể xử lý Na còn dư bằng cách nào?

6) Vì sao trong thí nghiệm đốt Na người ta cho trước vào đáy lọ chứa O2 một lớp cát mỏng mà không phải là một lớp nước?

7) Để bảo quản Na, người ta ngâm chúng trong dầu hỏa Trước khi đốt cháy Na, phải dùng giấy thấm lau sạch dầu hỏa trên mẩu Na để làm gì?

8) Vai trò của nước trong lọ chứa oxi khi tiến hành các thí nghiệm “Đốt sắt trong oxi và đốt lưu huỳnh trong oxi”? Nước có ảnh hưởng gì đến quá trình phản ứng không?

9) Hãy giải thích hiện tượng khói trắng tạo ra trong bình sau khi đốt lưu huỳnh trong oxi?

10) Có thể nhận biết sản phẩm của thí nghiệm IV.3 bằng cách nào?

11) Để lấy hóa chất rắn (như photpho hay lưu huỳnh …) từ lọ đựng hóa chất cho vào muỗng đốt hóa chất, ta có thể :

A Nghiêng lọ hóa chất, sau đó từ từ đổ hóa chất vào muỗng sắt

B Dùng một chiếc muỗng khác lấy hóa chất từ lọ đựng cho vào muỗng sắt

C Đổ hóa chất ra giấy lọc rồi cho vào muỗng sắt

D Dùng muỗng sắt trực tiếp lấy hóa chất từ lọ đựng

Thí nghiệm 3 Phản ứng giữa một số kim loại Fe, Cu với H 2 SO 4 loãng hoặc đặc, nóng và Phản ứng giữa kim loại Fe với dung dịch muối CuSO 4

I Mục đích thí nghiệm

Cation kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn có thể oxi hóa được kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn.

Các phản ứng xảy ra đều thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử

III Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm

IV Các bước tiến hành thí nghiệm

IV.1 Phản ứng của kim loại Fe, Cu với H 2 SO 4 loãng

Lấy 2 ống nghiệm, rót từ từ vào mỗi ống 2ml dung dịch H2SO4 loãng bằng ống hút nhỏ giọt

Thả vào ống thứ nhất 1 đinh sắt, ống thứ hai 1 ít vụn đồng

Quan sát hiện tượng

IV.2 Phản ứng của kim loại Fe, Cu với H 2 SO 4 đặc, nóng

Sau đó đun nóng 2 ống nghiệm Quan sát hiện tượng

IV.3 Phản ứng giữa kim loại Fe với dung dịch muối CuSO 4

Lấy khoảng 15ml dung dịch bão hòa CuSO4 vào cốc thủy tinh Buộc dây chỉ vào một đinh sắt sạch và thả vào cốc đựng dung dịch bão hòa CuSO4 Quan sát hiện tượng xảy ra

V Một số lưu ý để thí nghiệm thực hiện thành công

VI Phân tích kết quả thí nghiệm và Báo cáo

VI.1 Phản ứng của kim loại Fe, Cu với H 2 SO 4 loãng

Ở mỗi ống nghiệm có hiện tượng gì?

Phản ứng xảy ra theo phương trình hóa học như thế nào?

VI.2 Phản ứng của một số kim loại Fe, Cu với H 2 SO 4 đặc, nóng:

* Khi chưa đun nóng: