skkn một số vấn đề về ph của dung dịch dùng trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học trung học phổ thông

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT chuyên Lương ThếVinh Mã số: (Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Một số vấn đề về PH CỦA DUNG DỊCH dùng việc bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa học TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Người thực hiện: Trương Huy Quang Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học môn: Hóa học  - Lĩnh vực khác:  Có đính kèm: Các sản phẩm không thê in SKKN  Mơ hình  Phần mềm  Phim ảnh - -  Hiện vật khác Năm học: 2013-2014 BM02LLKHSKKN SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN Họ tên: Trương Huy Quang Ngày tháng năm sinh: 05-05-1955 Nam, nữ: Nam Địa chỉ:XI/29-Đồng khởi-KP3-Phường Tân Hiệp-TP Biên Hòa-Đồng Nai Điện thoại: Fax: Chức vụ:Tổ trưởng chuyên môn Đơn vị công tác:Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh 0613894500 ĐTDĐ: 0913153072 E-mail: truonghuyquang.ltv@gmail.com II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chun mơn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân - Năm nhận bằng: 1977 - Chuyên ngành đào tạo: Hóa học III KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn hóa học THPT Số năm có kinh nghiệm: 37 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm có năm gần đây: * Động hóa học - - * Cân hóa học * Phương pháp giải toán lượng * Bài tập tinh thê * Peptit& Protein *SỰ PHÓNG XẠ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - - BM03-TMSKKN Tên SKKN : MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ PH CỦA DUNG DỊCH DÙNG TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Vấn đề PH CỦA DUNG DỊCH thường được đề cập đến kỳ thi học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế -Kỳ thi máy tính cầm tay khu vực, quốc gia có tập nội dung - Kỳ thi HSG cấp tỉnh thường hay có dạng tập - Đặc biệt dạng tập thường xuyên xuất đề thi đại học, cao đẳng Chính lý đó mà chúng tơi muốn sâu vào chuyên đề II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Cơ sở lý luận “Vấn đề PH CỦA DUNG DỊCH ” nội dung quan trọng chương trình giảng dạy cho lớp 11; lại kiến thức gần gũi với thực tế; cần phải nắm vững đê thấu hiêu được tác dụng của nó sống Trong giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi HSG dự thi quốc gia đề thi chuyên đề không thiếu kỳ thi hàng năm Mặt khác, nội đề thi HSGQG, Quốc tế vấn đề SGK nâng cao khối 10,11,12 thực tế không đáp ứng nổi, kê kiến thức thời gian thực Vì nghiên cứu sâu Vấn đề PH CỦA DUNG DỊCH việc làm cần thiết việc chuẩn bị kiến thức kỹ cho việc bồi dưỡng HSGQG Nội dung, biện pháp thực hiện giải pháp đề tài a/ Nội dung: - Các kiến thức của chuyên đề - Một số đề thi HSGQG ,Quốc tế - Nội dung chuyên đề đính kèm - - b/Biện pháp: Chuyên đề áp dụng cho học sinh lớp chuyên hóa khối THPH bắt đầu từ năm 2010 qua việc sưu tầm tài liệu, giới thiệu tập, yêu cầu học sinh giải quyết theo nhóm, thuyết trình, Giáo viên giải đáp III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI Qua việc giới thiệu chuyên đề sử dụng nó việc bồi dưỡng học sinh giỏi, chúng đạt được số kết sau: *Năm học 2011-2012: +Đạt 30 giải HSG cấp tỉnh( nhất+ nhì+…) +6/6 huy chương olympic khu vực (3 HCV+3HCB) +5/5 giải MTCT khu vực (1 +3ba+1KK) +6/8 giải HSGQG (2ba+4KK) *Năm học 2012-2013: + Đạt 30 giải HSG cấp tỉnh( nhất+ nhì+…) +6/6 huy chương olympic khu vực (3 HCV+3HCB) +3/5 giải MTCT khu vực (1 nhì +2ba) +7/8 giải HSGQG (2ba+5KK) * Năm học 2013-2014: + Đạt 30 giải HSG cấp tỉnh ( nhất+ nhì+…) +6/6 huy chương olympic khu vực (4 HCV+1HCB+1HCĐ) +5/5 giải MTCT khu vực (2nhất +2nhì+ 1KK) +6/8 giải HSGQG (2ba+4KK) IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG - Đề tài được áp dụng thực tế trường THPT chuyên Lương Thế Vinh đạt hiệu đơn vị; đề tài có khả áp dụng phạm vi rộng đạt hiệu - - - Đề xuất: Cần nghiên cứu mảng đề tài thường được đề cập đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia Từ đó sâu nghiên cứu từng đề tài chuyên biệt riêng lẻ, nhỏ - Trên sở phân tích đề thi HSG cấp, qua năm Qua đó giáo viên soạn đề tài lẻ, giới thiệu cho học sinh cùng nghiên cứu giải quyết vấn đề, cuối cùng mới tổng kết đề tài - Phạm vi sử dụng đề tài: Dùng cho HSG trường THPT, học sinh lớp chuyên hóa học ,dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên - Hàng năm yêu cầu giáo viên phụ trách công tác bồi dưỡng HSG viết chuyên đề lẻ, nhỏ, chuyên sâu, sau vài năm giáo viên đó sẽ có mảng đề tài bồi dưỡng học sinh giỏi phong phú chất lượng - Đối với lớp chuyên hóa có thê giao chuyên đề cho học sinh theo đơn vị nhóm, tổ Từ đó học sinh sẽ tìm tòi tài liệu, viết chuyên đề qua đó học sinh hiêu sâu vấn đề mà tổ nhóm nghiên cứu, đồng thời giúp học sinh bước đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học V TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đăng Độ-Trịnh Ngọc Châu-Nguyễn Văn Nợi: Bài tập sở lí thút trình hóa học, NXBGD,2005 Đặng Trần Phách: Bài tập hóa sở , NXBGD,1983 Lâm ngọc Thiềm-Trần Hiệp Hải: Bài tập hóa học đại cương , NXBĐHQG Hà nội,2004 Nguyễn Duy Ái-Nguyễn Tinh Dung-Trần Thành Huế-Trần Q́c Sơn-Nguyễn Văn Tịng: Một số vấn đề chọn lọc của hóa học,tập 1, NXBGD,1999 Trần Thành Huế: - - Sơ lược lượng ở số hệ hóa học Hóa học( tài liệu dùng cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi THPT)-tập 2-2002 Trần Thành Huế-Nguyễn Trọng Thọ-Phạm Đình Hiến Olympic hóa học việt nam quốc tế NXBGD-2000 Tuyển tập đề thi olympic 30/4 NXBGD-2006 Tuyển tập đề thi học sinh giỏi quốc gia chọn đội tuyển quốc tế (2000-2006) Đào Đình Thức Bài tập hóa học đại cương NXBGD-1999 NGƯỜI THỰC HIỆN (Ký tên ghi rõ họ tên) TRƯƠNG HUY QUANG - - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Biên hòa ngày 20 tháng năm 2014… BÁO CÁO TĨM TẮT SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đờng Sáng kiến KN Tỉnh Đồng Nai 2014 Họ tên: Trương Huy Quang Năm sinh: Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Đơn vị:Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh Báo cáo tóm tắt sáng kiến: Tên nợi dung sáng kiến: MỘT SỚ VẤN ĐỀ VỀ PH CỦA DUNG DỊCH DÙNG TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Xuất xứ: xuất phát từ thực tế công việc được giao đào tạo bồi dưỡng HSG, từ thực tế đề thi HSGQG,Quốc tế,MTCT khu vực, Kỳ thi HSG cấp tỉnh có nhiều đề cập đến chuyên đề pH của dung dịch đê góp phần thiết thực việc giải quyết, xử lý công việc được tốt hơn, đạt hiệu suất cao hơn; thân suy nghĩ, có ý tưởng đề sáng kiến đê thực hiện;nhằm cung cấp cho học sinh dạng toán pH phương pháp giải dạng toán đó nhằm đạt kết giải quyết toán pH được tốt Hiệu quả: - Những lợi ích trực tiếp thu được áp dụng sáng kiến vào thực tế, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao chất lượng công việc, đạt suất cao trước; cụ thê năm học 2013-2014 đạt + Đạt 30 giải HSG cấp tỉnh ( nhất+ nhì+…) +6/6 huy chương olympic khu vực (4 HCV+1HCB+1HCĐ) +5/5 giải MTCT khu vực (2nhất +2nhì+ 1KK) +6/8 giải HSGQG (2ba+4KK) - Sáng kiến đưa có khả ứng dụng thực tiễn dễ thực hiện;có thê áp dụng cho việc bồi dưỡng HSG ở đơn vị - - Bài học kinh nghiệm: Kiến nghị: Nhận xét Hội đồng sáng kiến Người viết Cần phải có đánh sau: Đạt hay không đạt; Trương Huy Quang Xếp loại (nếu có); Một số nhận xét về sáng kiến - - SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI BM04CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đơn vị : Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh Độc lập - Tự - Hạnh phúc Biên Hòa, ngày tháng năm 2014 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2013-2014 ––––––––––––––––– Tên sáng kiến kinh nghiệm: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ PH CỦA DUNG DỊCH DÙNG TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Họ tên tác giả: Trương Huy Quang Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Đơn vị: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh-Biên Hòa-Đồng Nai Lĩnh vực: (Đánh dấu X vào ô tương ứng, ghi rõ tên môn lĩnh vực khác) - Quản lý giáo dục  - Phương pháp giáo dục  - Phương pháp dạy học môn: - Lĩnh vực khác: Sáng kiến kinh nghiệm được triên khai áp dụng: Tại đơn vị  Trong Ngành  Tính (Đánh dấu X vào đây) - Có giải pháp hồn tồn mới  - Có giải pháp cải tiến, đởi mới từ giải pháp có - -  Ba2+ + CO32-  0,015 0,03 - -Kết tủa BaCO3 : 0,015 Thành phần hỗn hợp kết tủa có: Trong dung dịch có: BaCO3 0,015 Fe(OH)3 0,015mol; BaCO3 = 0,015mol CO32- 0,015M; Cl-; Na+, H2O Các cân xảy ra: H2O  H+ + OH- 10-14 (1) Fe(OH)3  Fe3+ + 3OH- Ks1 = 10-37,5(2) BaCO3  Ba2+ + CO32- Ks2 = 10- 8,30 CO32- + H2O  HCO3- + OH- Kb1 = 10-14/ 10-10,33 = 10-3,67(4) So sánh thấy CB(4) CB định pH dung dịch ( OH - H2O điện ly Fe(OH)3 tan bé), nồng độ CO32- BaCO3 tan không đáng kể( có dư CO32- từ dung dịch ) tính pH theo (4) CO32- + H2O  HCO3- + OH- 10-3,67 (4) C 0,015 [] 0,015-x x x x2 = 10-3,67  x = [OH-] = 1,69.10-3 M pH = 11,23 0,015 − x Kieåm tra:[OH-] = 10-14 / 10-11,23 ≈ 10-3 >>[H+]do H2O điện ly không đáng kể; [Fe3+] = 10 -37,5 / (10-38)3 ≈ 10-29 nhỏ OH- Fe(OH)3 tan không đáng kể [Ba2+] = 10-8,3 / ( 0,015- 1,7.10-3) = 4,2.10-7 x = [H+] = 10-5,12 ( 7,6 màu xanh lục).Sau thêm tiếp 100,00 ml dung dịch Hg(ClO4)2 0,300M Có tượng xảy ra? Giải thích 4/ Thêm giọt ( khoảng 0,03 ml) dung dịch nước H2S bão hòa vào hỗn hợp thu mục Có tượng xảy ra? Cho biết pKa HCN 9,35; NH4+ 9,24 ; H2S 7,00 12,92 Hg2+ + CN-  HgCN+ lg β = 18,0 Hg2+ + 2CN-  Hg(CN)2 lg β = 34,70 Chỉ số tích số tan pKs HgS 51,8 Nồng độ H2S dung dịch bão hòa 0,10M ( Chọn đội tuyển thi quốc tế-2005) Giải 1/ CN- + H2O  HCN + OH- NH3 + H2O  NH4+ + OH- Kb1 = 10 – 4,65 Kb2 = 10 -4,76 KOH  K+ + OHH2O  H+ + OH[OH-] = CKOH + [HCN] + [NH4+] + [H+] = x  x = 5.10-3 + Kb1[CN-]/x+Kb2[NH3]/x+ KH2O/x x2 – 5.10-3x – ( KB1 [ CN-]+ KB2 [NH3]+KH2O) = Tính gần coi [CN-] baèng CCN- = 0,12M; [NH3] = CNH3 = 0,15M.Ta coù: 51 - - x2 – 5.10-3.x – 5,29.10-6 =  x = [OH-] = 5,9.10-3MpOH= 2,23 pH =11,77 Kiểm tra lại: [HCN]/ [CN-] = 10-4,65 / 5,9.10-3 = 3,8.10-3  [HCN]> CCN- Vậy CN- tạo phức hết với Hg2+ Hg2+ + CN- C0 0,1493 C 0,1443 HgCN+ β = 1018 4,929.10-3  4,929.10-3 Hg2+ dư phản ứng tiếp với HCN Hg2+ + HCN  HgCN+ C0 0,1443 4,975.10-5 4,929.10-3 C 0,14425 H+ + 4,975.10-3 K= 108,65 4,975.10-5 Sự phân ly HgCN+ không đáng kể ( K = 10-18) lại dư Hg2+, nồng độ CNphân ly vô bé không ảnh hưởng đến pH dung dịch [H +] = 4,975.10-5 pH = 4,3 < 6,0 Do sau thêm Hg(ClO4)2 dung dịch chuyển sang màu vàng Có thể giải cách khác sau : Hg2+ + 2CN-  HCN  H+ Hg(CN)2 1034,7 +CN- 10-9,35 x2 Hg2++ 2HCN  Hg(CN)2+2H+ 1016(K=K1.K22=1016)K lớn C0 0,1493 4,975.10-5 Pứ 4,975.10-5/2 4,975.10-5 Sau pứ nên phản ứng xảy hoàn toàn 4,975.10-5 4,975.10-5=[H+]pH=4,3 Ks Vaäy có kết tủa HgS màu đen xuất H2S + Hg2+  HgS + 2H+ Do kết tủa làm tăng nồng độ ion H+ dd nên có màu vàng Bài Hòa tan hết 0,6600 gam đơn axit hữu (HA) vào nước đến mức 50,00 ml, dung dịch A Tiến hành chuẩn độ dung dịch A dung dịch chuẩn NaOH 0,1250 M Biết : thêm 25,00ml dung dịch NaOH vào dung dịch A pH dung dịch thu 4,68; thêm 60,00 ml dung dịch NaOH vào dung dịch A đạt tới điểm tương đương 1/Tính khối lượng mol axit HA 2/ Tính số axit Ka HA 54 - - 3/ Tính pH dung dịch điểm tương đương phép chuẩn độ (Chọn đội tuyển thi quốc tế-2006) Giaûi: H+  Ka = [ H + ][ A − ] [ HA] (2) => [ H + ] = K a (3) [ HA] [ A− ] Phaûn ứng chuẩn độ HA: 1/ 0,66 nHA = M ; HA + A- HA (1) HA + OH-  A- + H2O (4) nHA = nNaOH = 0,06 0,1250 = 0,66 / MHA  MHA = 88g/mol 2/ Tính Ka: Từ (3) (4) rút trình chuẩn độ [H+] = Ka Số mol HA lại Số mol HA phản ứng pH = 4,68  [H+] = 2,09.10-5 = Ka 60 × 0,1250 − 25 × 0,1250 60 − 25 25 = Ka => K a = × 2,09.10 −5 25 × 0,1250 25 35 = 1,49.10-5 Caùch khaùc: nHA = 0,0075 mol; nNaOH pứ = 25.10-3 0,125 = 0,003125 HA + OH-  A- + Bđ: 0,0075 0,003125 Pứ 0,003125 0,003125 0,003125 Còn: 0,004375 0,00 H2O (mol) 0,003125 HA điện ly cho dd coù pH = 4,68 HA  C 0,004375/0,075-2,09.10-5 + 0,004375/0,075 [] H+ A0,003125/0,075 2,09.10-5 0,003125/0,075+2,09.10-5 55 - - 0,003125 + 2,09.10 −5 ) 0,075 = 1,49.10-5 0,004375 − 2,09.10 −5 0,075 2,09.10 −5 ( Ka = 3/ A - Dung dịch điểm tương đương dung dịch A- , ba zơ yếu + H2O  HA + OH - 10 −14 Kb = = 6,71.10-10 1,49.10 −5 [OH-] = (Kb.Cb)1/2  Cb = 0,0682 = 6,82.10-2 = ( 6,71.10-10 × 6,82.10-2 )1/2 = 6,76.10-6  pOH = 5,17; pH = 8,83 Cách khác: Dung dịch điểm tương đương dung dịch thu sau trung hòa(là dd A-): HA + OH-  7,5.10-3 VddHA=50ml,VddOH-=60ml; A- + H2O  C 6,82.10-2 – x H2O 7,5.10-3 (mol) 7,5.10 −3 = 6,82.10 − M 0,11 HA + OH- Kb=10-14 / Ka = 6,7.10-10 6,82.10-2 [] CA- = 7,5.10-3 A- + x x x2 = K b ; giả sử x x = 6,82.10 −2 6,7.10 −10 = 6,76.10-6 6,82.10 −2 − x  pOH = 5,17 pH = 8,83 Bài 4:Dung dịch A tạo thành CoCl2 0,01M, NH3 0,36M H2O2 3,00.10-3M.Tính pH nồng độ ion Co2+ dung dịch A Cho: Co3+ +6NH3  Co2+ +6NH3  Co(NH3)63+; lg β = 35,16 Co(NH3)62+; lg β = 4,39 E0 : Co3+/ Co2+ 1,84V; H2O2 / 2OH- 0,94V + pKa: NH4 9,24 RT ln F = 0,0592 lg - - 56 Giaûi: a/ CoCl2  0,01 Co2+ + 2Cl0,01M Co2+ + 6NH3  Tạo phức ion Coban với NH3: Co(NH3)62+ 0,01 0,36 0,01 0,06 0,01 0,01 0,3 Oxih oùa Co(NH3)62+ H2O2 : 2Co(NH3)62+  Co(NH3)63+ +e H2O2 + 2e  2OH0 2+ 2Co(NH ) 3+ + H2O2  2Co(NH ) 2(0,94 − E ) + 2OH ;K=10 (1) 0,0592 - Tính chuẩn E20 cặp Co(NH3)63+/ Co(NH3)62+ sau: −1 Co(NH3)63+  Co3+ + 6NH3 ; β Co3+ + e  Co2+ ; K1 = 10E1 /0,0592 Co2+ + 6NH3  Co(NH3)62+ ; β Co(NH3)63+ + e  Co(NH3)62+ ; K2 = 10E2 /0,0592 β2 −1 K2 = K1 β β  E20 = E10 + 0,0592 lg β = 1,84+0,0592(4,39-35,16) =0,0184(V) 2(0,94 − E ) 2(0,94 − 0,0184) 0,0592 0,0592 Theo(1) K = 10 = 10 = 1031 2Co(NH3)62+ + H2O2  2Co(NH3)63+ + 2OH- ; K= 1031 0,01 0,003 0,006 0,003 0,006 0,006 0,004 0,00 0,006 0,006 57 - - Thaønh phần giới hạn hệ: Co(NH3)62+ 0,004M; Co(NH3)63+ 0,006M; NH3 0,3M ; OH- 0,006M Tính pH dung dịch : Sự phân ly phức chất dung dịch không lớn β lớn có NH3 dư Tính pH theo cân : NH3 + C  0,3-x NH4+ + OH-(2) K =10-14 / 10-9,24=10-4,76 0,3 [] H2O 0,006 x 0,006+ x x(0,006 + x) = 10-4,76  x = 7,682.10-4 K a2 K a2 [ FeOH + ] [ FeOH + ] [ FeOH + ] K a C Fe 3+ × K a 2.0,015445.10 −2,17 [H + ] + K a2 2+ [FeOH ] = = K a2 [H + ] + K a2 10 −1,07 + 10 − 2,17 =2,274.10-3M(*) 2− Tương tự từ (4) có: − 2− C HSO − [ SO4 ] 2− [ SO4 ] [ SO ] − [ HSO ] = Ka 22+ +  [SO4 ]= (CHSO4 -[SO4 ])Ka/ [H ] [H ] − − C HSO K a [ H + ] C HSO C ' × 10 −1,99 2= = −  [SO4 ]= = −1,07 2− Ka [ H + ] + K a 10 [ SO4 ] + 10 −1,99 =0,107.C’M(* ‘) Thay *, * ‘ vào (a) có: 10-1,07 = C’ + 2,274.10-3 + 0,107.C’  C’ = 10 −1,07 − 2,274.10 −3 => CH2SO4 = C’= 0,07483M + 0,107 60 - - - - ... KINH NGHIỆM Năm học: 2013-2014 ––––––––––––––––– Tên sáng kiến kinh nghiệm: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ PH CỦA DUNG DỊCH DÙNG TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC TRUNG HỌC PH? ?? THÔNG Họ tên tác... DỊCH DÙNG TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC TRUNG HỌC PH? ?? THÔNG I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Vấn đề PH CỦA DUNG DỊCH thường được đề cập đến kỳ thi học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế... - * Cân hóa học * Ph? ?ơng ph? ?p giải toán lượng * Bài tập tinh thê * Peptit& Protein *SỰ PH? ?NG XẠ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - - BM03-TMSKKN Tên SKKN : MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ PH CỦA DUNG DỊCH DÙNG TRONG VIỆC