Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập một số chương trong phân tích lý hóa

Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập một số chương trong phân tích lý hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ------------------------------ NGUYỄN THANH TUẤN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỘT SỐ CHƯƠNG TRONG PHÂN TÍCH LÍ HOÁ Chuyên ngành: Hoá phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG XUÂN THƯ Thái Nguyên, năm 2008 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn MC LC Mở đầu 1 I. Lý do chọn đề tài 1 II. Nội dung chính của đề tài 2 III. Nhiệm vụ của đề tài 2 Ch-ơng I Tổng quan 3 I.1 ý nghĩa của hệ thống bài tập 3 I.1.1 Tổng hợp và ôn luyện kiến thức 3 I.1.2 Phân loại bài tập và câu hỏi hoá học 5 I.1.3 Tác dụng của bài tập hoá học 6 I.1.4 Vận dụng kiến thức để giải bài tập 7 I.2 Dạy học chú trọng ph-ơng pháp tự học 7 I.2.1 Dạy học chú trọng rèn luyện ph-ơng pháp tự học 8 I.2.2 Học thông qua tổ chức các hoạt động của sinh viên 8 I.2.3 Tăng c-ờng học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác 9 I.3 Xu h-ớng phát triển của bài tập Hoá học hiện nay 9 I.4 Cơ sở phân loại câu hỏi và bài tập căn cứ vào mức độ nhận thức và t- duy 10 Ch-ơng II Ph-ơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử 13 II.1 Cơ sở lý thuyết 13 II.1.1 Đặc điểm chung của ph-ơng pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử 13 II.1.2 Điều kiện tạo thành phổ hấp thụ nguyên tử 13 II.1.2.1 Quá trình nguyên tử hoá mẫu 13 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn II.1.2.2 Các ph-ơng pháp nguyên tử hoá 14 II.1.2.3 Sự hấp thụ bức xạ cộng h-ởng 15 II.1.2.4 Ph-ơng pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử 15 II.1.3 Cách loại trừ sai số do các nguyên tố đi kèm và sai số phông 17 II.2 Câu hỏi tự luận 18 II.3 Bi tp chng II 37 Chng III Ph-ơng pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử 60 III.1 Cơ sở lý thuyết 60 III.1.1 c im chung ca phng phỏp quang phổ phát xạ nguyên tử 60 III.1.2 Sự tạo thành phổ AES 60 III.1.3 Bản chất của ph-ơng pháp phổ phát xạ nguyên tử 61 III.1.4 Sự kích thích, sự phát xạ và c-ờng độ vạch phát xạ nguyên tử 62 III.2 Câu hỏi tự luận 63 III.3 Bi tp chng III 79 Chng IV Các ph-ơng pháp tách, chiết và phân chia 97 IV.1 Cơ sở lý thuyết của ph-ơng pháp chiết 97 IV.1.1 Định nghĩa và hệ số phân bố 97 IV.1.2 Hằng số chiết 97 IV.1.3 Các yếu tố ảnh h-ởng đến quá trình chiết hoá học 98 IV.1.3.1 ảnh h-ởng của H + trong pha n-ớc 98 IV.1.3.2 ảnh h-ởng của hiệu ứng muối 99 IV.1.3.3 ảnh h-ởng của tác nhân chiết 100 IV.1.3.4 Điều kiện chiết 101 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn IV.2 Cơ sở lý thuyết của ph-ơng pháp sắc ký 101 IV.2.1 Thời gian l-u 102 IV.2.2. Thể tích l-u 104 IV.2.3 Sắc ký khí (GC) 105 IV.2.3.1 Sắc ký khí - rắn (GSC) 105 IV.2.3.2 Sắc ký khí - lỏng (GLC) 105 IV.3 Cơ sở lý thuyết của ph-ơng pháp tách 106 IV.3.1 Tách chất bằng ph-ơng pháp ch-ng cất 106 IV.3.1.1 Cân bằng lỏng hơi của hệ hai hay nhiều cấu tử 106 IV.3.1.2 Xác định số đĩa lý thuyết và tỷ số hồi l-u bằng ph-ơng pháp MC Cabe Thielo 106 IV.3.1.3 Xác định số đĩa lý thuyết cực tiểu và tỷ số hồi l-u cực tiểu theo ph-ơng pháp MC Cabe Thielo 107 IV.3.1.4 Xác định đ-ờng kính của cột ch-ng cất và chiều cao của cột ch-ng cất cho yêu cầu tách đã cho 107 IV.4 Câu hỏi tự luận 108 IV.5 Bi tp chng IV 131 KT LUN 151 TI LIU THAM KHO S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Li cm n Sau mt thi gian hc tp v nghiờn cu, tụi ó hon thnh lun vn thc s khoa hc húa hc Xõy dng h thng cõu hi v bi tp mt s chng trong phõn tớch lớ húa. Vi s giỳp tn tỡnh ca cỏc thy cụ giỏo trong khoa Húa ca trng HSP Thỏi nguyờn v thy cụ trong t bộ mụn Húa phõn tớch trng HSP H Ni v c bit l s giỳp ca thy giỏo TS ng Xuõn Th, Thy ó dnh nhiu thi gian cụng sc ch bo tụi trong sut quỏ trỡnh thc hin ti. Thy ó c bn tho nhiu ln, sa cha, b sung v úng gúp ý kin quý bỏu tụi hon thnh ti ny. Tụi xin by t li cm n chõn thnh nht ti TS ng Xuõn Th v cỏc thy cụ khoa Húa HSP Thái Nguyên, trng HSP H Ni, cỏc bn bố ng nghip, th vin trng HSP Thái Nguyên, th vin trng HSP H Ni, th- viện tr-ờng ĐHKHTN Hà Nội. Tụi xin gi li cm n ti Phũng qun lý sau i hc trng HSP Thỏi Nguyờn, Ban ch nhim Khoa Húa trng HSP Thỏi Nguyờn ó to cỏc iu kin thun li nht trong sut thi gian tụi nghiờn cu, thc hin ti. Thỏi Nguyờn, ngy 27 thỏng 08 nm 2008 Tỏc gi Nguyn Thanh Tuấn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 PHẦN MỞ ĐẦU I – Lý do chọn đề tài: Trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, nền kinh tế nước ta đang chuyển đổi từ cơ chế kế hoạch hóa tập trung sang cơ chế thị trường có sự quản lí của Nhà nước. Công cuộc đổi mới này đề ra những yêu cầu mới đối với hệ thống giáo dục. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thông tin liên lạc trên thế giới rất phát triển kéo theo sự thay đổi vô cùng to lớn về yếu tố con người trong xã hội. Trong xã hội mới, tri thức là yếu tố quyết định, con người là yếu tố trung tâm, là chủ thể của toàn xã hội, do đó giáo dục con người đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của đất nước [26]. Để đáp ứng yêu cầu con người - nguồn nhân lực, yếu tố quyết định sự phát triển của đÊt nước trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa cần tạo ra những chuyển biến cơ bản, toàn diện về giáo dục và đào tạo. Trong những năm gần đây, Bộ giáo dục và đào tạo đã khuyến khích việc sử dụng đa dạng các phương pháp dạy học tích cực nhằm hoạt động hóa người học. Muốn được như thế, nguồn bài tập, câu hỏi cho nội dung kiến thức phải phong phú, đa dạng. Tuy vậy, với những môn học có mức độ tư duy cao và một khả năng vận dụng kiến thức tổng hợp thì việc chuẩn bị dạng câu TNKQ là dường như chưa đầy đủ, chưa có sự sáng tạo, nhạy bén và sự phát triển tư duy khoa học cao. Do vậy, trong trường hợp này cần duy trì và phát triển hệ thống câu hỏi và bài tập tự luận để xử lý thông tin và lĩnh hội tri thức môn học.[17] Vì những lí do trên đây, chúng tôi đã mạnh dạn lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập một số chương trong phân tích lí hóa ” và sử dụng chúng theo hướng dạy và học tích cực để phát triển năng lực tư duy, độc lập, sáng tạo của người học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 II – Nội dung chính của đề tài: Hệ thống câu hỏi và bài tập tự luận môn phân tích lí hoá của 3 chương: - Chương I: Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử. - Chương II: Phương pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử. - Chương III: Các phương pháp tách, chiết và phân chia. III – Nhiệm vụ của đề tài: - Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài. - Nghiên cứu đưa ra hệ thống câu hỏi và bài tập trong nội dung đề tài. - Nghiên cứu hướng dẫn cách giải. Phân loại thành các nhóm bài tập theo chủ đề, từ đó hệ thống hóa kiến thức và bao quát được nội dung môn học của 3 chương này. Từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy học phần “Phân tích lí hóa” trong các trường ĐHSP, CĐSP và ĐHKHTN, … có sử dụng học phần phân tích hóa lí. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Ch-¬ng I TỔNG QUAN I.1 Ý nghĩa của hệ thống bài tập: UNESCO đã từng nhấn mạnh rằng: “trái với thông lệ cổ truyền việc giảng dạy phải thích nghi với người học, chứ không phải buộc người học tuân theo các quy định sẵn có từ trước trong việc dạy học”. “Người học và công chúng nói chung cần có tiếng nói nhiều hơn trong việc quyết định các vấn đề liên quan đến giáo dục”. Từ những năm 1980 trở lại đây, nổi bật lên một hướng mới: việc giảng dạy phải đảm bảo cho người học trở thành người công dân có trách nhiệm và hành động hiệu quả. Như vậy mục đích của việc học tập đã phát triển từ học để hiểu đến học để hành rồi đến học để thành người - một con người tự chủ, năng động và sáng tạo. Vì thế việc học tập giải quyết vấn đề trong học tập, trong thực tiễn đòi hỏi con người phải có cả kiến thức và phương pháp tư duy.[19] I.1.1 Tổng hợp và ôn luyện kiến thức: Việc dạy học, đặc biệt dạy học đại học không thể thiếu bài tập, sử dụng bài tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học. Hệ thống câu hỏi và bài tập có những ý nghĩa, tác dụng to lớn về nhiều mặt: - Làm chính xác hóa các khái niệm hóa học, củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Khi người học vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập, họ mới nắm kiến thức một cách sâu sắc. - Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất. Khi ôn tập, người học sẽ không tập trung nếu giờ ôn tập đó chỉ yêu cầu họ nhắc lại các kiến thức cũ đã học. Thực tế cho thấy người học (học sinh, sinh viên) chỉ thích trả lời các câu hỏi suy luận và giải bài tập trong giờ ôn tập. - Rèn luyện các kĩ năng khoa học hóa học của môn học như cân bằng phương trình phản ứng, phương trình ion, tính toán theo công thức hóa học, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 áp dụng các định luật, phương pháp xác định định lượng các chất … Nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn các kỹ năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho người học. - Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiến đời sống, lao động sản xuất và bảo vệ môi trường. - Rèn luyện kỹ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học và các thao tác tư duy. Phát triển ở học sinh các năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh, sáng tạo. - Rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học. Có khả năng tổng hợp và khái quát hóa kiến thức: Thông qua việc trả lời các câu hỏi và giải các bài tập trong nội dung học phần học tương ứng, người sinh viên sẽ tự khái quát hóa kiến thức một cách tốt nhất dưới sự cố vấn, chỉ đạo của người thầy. Để hình thành cho sinh viên những khái quát đúng đắn, tiêu biểu cần đảm bảo các điểu kiện sau: - Làm biến thiên hoặc mờ nhạt những dấu hiệu không bản chất của vật hay hiện tượng khảo sát, đồng thời giữ không đổi dấu hiệu bản chất. - Chọn những dạng bài tập để đưa ra được sự biến thiên hợp lí nhất nêu bật được dấu hiệu bản chất và trừu tượng hóa dấu hiệu thứ yếu. - Có thể sử dụng những cách biến thiên khác nhau có cùng một ý nghĩa tâm lí học, nhưng lại hiệu nghiệm. Qua đó thể hiện được sự mềm dẻo của tư duy. - Phải cho người học tự mình phát biểu được thành lời nguyên tắc biến thiên và nêu đặc tính của những dấu hiệu không bản chất. Điều đó cũng chứng tỏ rằng sinh viên đã nhận thức được dấu hiệu bản chất. Ngoài việc bảo đảm những điều kiện trên đây, giáo viên cần tập luyện cho người học phát triển tư duy khái quát bằng những hình thức quen thuộc như lập dàn ý, xây dựng những kết luận và tóm tắt nội dung các bài, các chương.[26] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 I.1.2 Phân loại bài tập vµ c©u hái hóa học: Dựa vào nội dung và hình thức thể hiện có thể phân loại bài tập hóa học thành 2 loại: - Bài tập định tính. - Bài tập định lượng. Câu hỏi có thể phân loại thành: - Câu hỏi tái hiện kiến thức - Câu hỏi vận dụng kiến thức - Câu hỏi suy lí, chứng minh. * Bài tập định tính: Là các dạng bài tập có liên hệ với sự quan sát để mô tả, giải thích các hiện tượng hóa học. Các bài tập định tính cũng có rất nhiều các bài tập thực tiễn giúp học sinh giải quyết các vấn đề thực tiễn sinh động. * Bài tập định lượng (bài toán hóa học): Là loại bài tập cần vận dụng kĩ năng toán học kết hợp với kĩ năng hóa học (định luật, nguyên lí, quy tắc, …) để giải. * Câu hỏi tái hiện kiến tức là dạng câu hỏi người học chỉ cần tái hiện trình bày lại những nội dung mà mình tiếp thu được. * Câu hỏi vận dụng kiến thức là câu hỏi mà người học cần phải nghiên cứu kĩ phần kiến thức cơ sở lý thuyết, từ đó vận dụng linh hoạt trong khi nghiên cứu giải quyết bài toán. * Câu hỏi suy lí, chứng minh là câu hỏi mà người học phải nắm vững lí thuyết, biết vận dụng các nội dung kiến thức có liên quan để giải quyết bài toán.[9] I.1.3 Tác dụng của bài tập hóa học: * Tác dụng trí dục: - Bài tập hoá học có tác dụng làm chính xác, cũng như hiểu sâu hơn các khái niệm và định luật đã học. [...]... tố phân tích được biểu diễn theo 4 cách sau: * Nồng độ phần trăm (%): được biểu thị bằng số gam của chất phân tích có trong 100 gam mẫu đem phân tích: C% = mX 100 m mX: số gam chất phân tích có trong mẫu lấy để phân tích m: số gam mẫu phân tích * Nồng độ microgam/mL hay microgam/L: được sử dụng phổ biến trong phân tích lượng vết và được biểu thị theo hai cách: + Số microgam của chất phân tích có trong. .. dụng hóa học vào thực tiễn, làm giảm nhẹ sự nặng nề căng thẳng của khối lượng kiến thức và gây hứng thú cho sinh viên trong học tập 11 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tuy nhiên hiệu quả của việc sử dụng hệ thống câu hỏi và bài tập hóa học còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tính tự giác, tính vừa sức và hứng thú học tập của sinh viên Cũng như vấn đề học tập, ... tập, nếu như câu hỏi và bài tập dễ quá hoặc khó quá đều không có sức lôi cuốn học sinh, sinh viên Vì vậy trong quá trình dạy học, ở tất cả các kiều bài lên lớp khác nhau, người giáo viên phải biết sử dụng câu hỏi và bài tập có sự phân hóa để phù hợp với từng đối tượng tức là góp phần rèn luyện và phát triển tư duy cho người học Tùy theo mục đích dạy học, tính phức tạp và quy mô của từng loại bài, giáo... nóng đều được mẫu phân tích Hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích với hiệu suất cao, để đảm bảo cho phép phân tích đạt độ chính xác và độ nhạy cao + Năng lượng (nhiệt độ) của ngọn lửa phải đủ lớn và có thể điều chỉnh được tuỳ theo từng mục đích phân tích mỗi nguyên tố Đồng thời lại phải ổn định theo thời gian và lặp lại được trong các lần phân tích khác nhau để đảm bảo cho phép phân tích đạt kết quả... dụng Ngoài 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ra, trong thời gian gần đây, một số chiến lược đổi mới phương pháp dạy học được thử nghiệm đó là “dạy học hướng vào người học”, “hoạt động hóa người học”, “tiếp cận kiến tạo trong dạy học” …[6] I.4 Cơ sở phân loại câu hỏi và bài tập căn cứ vào mức độ nhận thức và tƣ duy: Vận dụng các quan điểm về việc phân loại... nhận thức và tư duy của GS.Bloom và GS.Nguyễn Ngọc Quang, căn cứ vào thực tiễn dạy học ở Việt Nam, chúng tôi thấy việc kết hợp vận dụng hai quan điểm trên cho phù hợp là cần thiết Việc phân loại sắp xếp các câu hỏi và bài tập học phần phân tích lí hóa căn cứ vào các mức độ nhận thức và tư duy của quá trình lĩnh hội kiến thức kỹ năng kỹ xảo chúng tôi thấy có thể sắp xếp thành 4 dạng sau: 10 Số hóa bởi... khi giải một bài toán nên yêu cầu hoặc khuyến khích người học giải bằng nhiều cách - tìm ra cách giải ngắn nhất, hay nhất * Tác dụng giáo dục: - Bài tập hóa học có tác dụng giáo dục tư tưởng cho học sinh, sinh viên vì thông qua giải bài tập rèn luyện cho HS, SV tính kiên nhẫn, trung thực trong học tập, tính sáng tạo khi xử lý và vận dụng trong các vấn đề học tập Mặt khác, qua việc giải bài tập rèn luyện... tạp và quy mô của từng loại bài, giáo viên có thể sử dụng hệ thống câu hỏi và bài tập theo 4 bậc của quá trình nhận thức và tư duy như trên [9] CHƢƠNG II PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ II.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 12 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn I.1.1 Đặc diểm chung của phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS):[7] - Phương pháp... giải bài tập người học phải biết vận dụng lý thuyết đã học ở nội dung các chương các bài, quá trình này thực chất đòi hỏi người học phải có một kĩ năng nhận thức và tư duy nhất định Hoạt động nhận thức và phát triển tư duy của sinh viên trong quá trình dạy học hóa học Nhận thức là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lí con người (nhận thức, tình cảm, lí trí) Nó là tiền đề của hai mặt kia và đồng... xC  MeCx  Câu 9: Hãy nêu những yêu cầu đối với hệ thống nguyên tử hoá mẫu? HDTL: Hệ thống nguyên tử hoá mẫu có 5 yêu cầu: 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 Hệ thống nguyên tử hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định, để đảm bảo cho phép đo có độ nhạy cao và độ lặp lại tốt 2 Phải cung cấp được năng lượng đủ lớn và có thể điều