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

M U I Lí DO CHN TI Cõn bng to thnh hp cht ớt tan v phn ng chun kt ta khụng phi l ni dung ch o, nhng cng chim mt v trớ khỏ quan trng quỏ trỡnh ging dy mụn hoỏ hc, c bit i vi vic luyn thi hc sinh gii Quc gia, Quc t Trong thc t ging dy cỏc trng ph thụng lý thuyt v phn ng to thnh hp cht ớt tan c trỡnh by di nhiu gúc khỏc nhau, nhng ch yu trờn c s mụ t nhng hin tng bờn ngoi, nh tớnh, m cha i sõu vo bn cht ca phn ng Xut phỏt t thc trng dy v hc cỏc trng ph thụng cng nh vic bi dng hc sinh gii cỏc cp mụn húa hc cho thy cú mt s khú khn nh: 1- Ti liu giỏo khoa dnh riờng cho hc sinh chuyờn húa v phn dung dch núi chung v phn cõn bng dung dch cha cht ớt tan v chun kt ta núi riờng cũn nhiu s si, khong cỏch rt xa so vi ni dung chng trỡnh thi hc sinh gii Quc gia, c bit l Olympic Quc t 2- Cỏc ti liu tham kho nhiu song ni dung kin thc cũn nm ri rỏc nhiu ti liu khỏc hoc cú nhiu phn li quỏ n gin bờnh cnh nhiu phn khú cú th ỏp dng ging dy cho hc sinh cỏc lp chuyờn Húa v bi dng cho HSG thi Quc gia 3-Trong cỏc thi Olympic Quc gia t nm 1994 n v mt s thi Olympic Quc t, húa hc phõn tớch chim mt v trớ khỏ quan trng, ú ni dung thi thng c di dng tng hp, kt hp nhiu v cõn bng ion dung dch Th nhng cỏc ti liu giỏo khoa chuyờn, cỏc bi c trỡnh by di dng tng riờng r, c th v n gin rỳt ngn khong cỏch gia ni dung kin thc c hc cỏc trng ph thụng v ni dung thi hc sinh gii cỏc cp, cn thit phi trang b cho c giỏo viờn v hc sinh nhng kin thc nõng cao, nhng m bo mc hp lý, phự hp vi trỡnh hc sinh ph thụng Trong nhng nm gn õy ó cú mt s cụng trỡnh nghiờn cu vic dng lý thuyt húa hc phõn tớch [9], v phn ng oxi húa-kh [20], phn ng axit-baz [10], [11], lý thuyt chun axit-baz [19], lý thuyt chun oxi húa -kh [21], v cõn bng to phc [10], v.v ging dy v bi dng hc sinh gii Quc gia Ngay ti liu [22], tỏc gi ó nghiờn cu phân loại, xây dựng tiêu chí cấu trúc tập hp cht ớt tan, nhng mi ch trung i sõu vo tớnh toỏn cõn bng ion dung dch, m cha cp n ni dung chun kt ta -l mt nhng ni dung thng gp, c bit cỏc k thi chn i tuyn Quc gia tham d Olympic Quc t v thi Olympic Quc t iu ny khú m bo cỏc em cú th gii quyt trn c cỏc bi toỏn v nh lng húa hc c di cỏc dng khỏc cỏc thi hc sinh gii cỏc cp, c bit l thi Olympic Quc gia, Quc t cú c kt qu cao ging dy v bi dng hc sinh chuyờn Húa tham d k thi chn hc sinh Gii quc gia v quc t, hc sinh chuyờn Húa v cỏc giỏo viờn tham gia ging dy khụng ngng cp nht cỏc ni dung kin thc mi ca quc gia v quc t Trờn thc t phc v cho vic ging dy ca giỏo viờn v vic hc ca hc sinh t hiu qu cao hn, ó cú khụng ớt cỏc ti liu b tr Nhng ti liu ny ó giỳp ớch cho hc sinh v giỏo viờn rt nhiu nhm tim cn vi cỏc yờu cu ca kin thc cỏc kỡ thi chn HSG Quc gia v Quc t Rt nhiu s ú th hin c s cụng phu tỡm tũi, phỏt hin, biờn son v su tm cỏc kin thc, kinh nghim hc tp, ging dy ca cỏc nh giỏo dc v cỏc nh khoa hc Di gúc l mt giỏo viờn dy chuyờn Húa v tham gia bi dng hc sinh d thi HSG quc gia v tham gia chn i tuyn hc sinh d kỡ thi quc t, cỏ nhõn tụi mun xõy dng mt ti liu hon chnh v y chuyờn v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta phự hp hn vi vic ging dy ca bn thõn v cỏc ng nghip v giỳp hc sinh cú cỏc ti liu phự hp hn vi mỡnh Chớnh vỡ th tụi quyt nh la chn ti: Vn dng lý thuyt cõn bng dung dch cha hp cht ớt tan v chun kt ta bi dng hc sinh gii thi quc gia v quc t vi hy vng lm phong phỳ hn ngun t liu phc v cho cụng tỏc ging dy v bi dng hc sinh chuyờn Húa v hc sinh tham d kỡ thi chn HSG quc gia v quc t c bit ti liu cng l s tng kt ca cỏ nhõn tụi vi cỏc thc tin ging dy hc sinh chuyờn Húa v hc sinh thi chn HSG Quc gia v quc t nhng nm qua II MC CH TI Vn dng lý thuyt phõn tớch v cõn bng ion v chun th tớch phõn loi, xõy dng tiờu cỏc bi v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta phc v cho bi dng hc sinh lp chuyờn Húa v HSG d thi Quc gia III NHIM V TI 1- Nghiờn cu lớ thuyt v cõn bng dung dch cha cht ớt tan v chun kt ta hoỏ hc phõn tớch; tỡm hiu ni dung ging dy phng phỏp phõn tớch chun chng trỡnh hoỏ hc ph thụng trng chuyờn v ni dung thi HSG quc gia 2-Thng kờ, phõn loi cỏc bi ti liu giỏo khoa chuyờn húa, sỏch bi tp, cỏc ti liu tham kho cú ni dung liờn quan n cõn bng ion, chun th tớch, t ú phõn tớch vic dng ni dung lớ thuyt cõn bng cht ớt tan, chun kt ta ging dy hoỏ hc cỏc trng chuyờn v xõy dng tiờu chớ, cu trỳc cỏc bi v phn ny 3- Phõn tớch ni dung phn cõn bng cht ớt tan, chun kt ta cỏc thi HSG Quc gia vũng I, vũng II thy c mc yờu cu dng c s lớ thuyt ngy cng cao ca cỏc thi, t ú t nhim v cho cỏc giỏo viờn phi cú kh nng t bi dng nõng cao trỡnh khụng nhng trang b c kin thc c bn, nõng cao cn thit cho cỏc em m cũn phi bit dy cỏch hc, dy bn cht giỳp hc sinh hc cú hiu qu nht 4-Tng kt ỏnh giỏ cỏc ti liu v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta, trờn c s ú, xõy dng h thng bi phự hp vi giỏo viờn v hc sinh chuyờn Húa IV.TM QUAN TRNG CA CN BNG TRONG DUNG DCH CHA HP CHT T TAN V CHUN KT TA Trong thc t ging dy ph thụng nh ngha v cht tan, dung mụi v dung dch ó c hc sinh tip xỳc hc cp THCS, nhiờn vi cỏc hin tng phn ng nh to kt ta v cỏc khỏi nim nh cht ớt tan, dung dch bóo hũa, dung dch cha bóo hũa hay dung dch quỏ bóo hũa thỡ hc sinh c gii thiu mt cỏch ht sc s lc, ú cú rt nhiu hc sinh v giỏo viờn khụng th dng ỳng khỏi nim cht ớt tan quỏ trỡnh ging dy Trong chng trỡnh húa hc ph thụng chuyờn, hc sinh c lm quen vi khỏi nim v tan v tớch s tan, trờn c s ú phn no tớnh toỏn n kh nng hũa tan ca cỏc cht ớt tan dung mụi nc mc cao hn ú l cỏc kỡ thi hc sinh gii quc gia, hc sinh c tip xỳc vi cỏc nh s hỡnh thnh kt ta, s hũa tan kt ta, nh hng ca cỏc yu t mụi trng n s hỡnh thnh v hũa tan kt ta v.v T nhng c im v ni dung kin thc ca cht ớt tan thỡ cỏc kin thc ny c s dng ngy cng nõng cao cho hc sinh chuyờn húa c bit l cỏc hc sinh tham gia cỏc kỡ thi hc sinh gii quc gia v quc t T cỏc kin thc v cht ớt tan hc sinh s gii thớch c cỏc hin tng v s hỡnh thnh kt ta v s hũa tan cỏc cht ớt tan, la chn c mụi trng phự hp cho s hnh thnh kt ta v s hũa tan cỏc cht rn ớt tan cỏc trng hp chung v cỏc trng hp c th Trong phng phỏp phõn tớch chun ngi ta dựng nhiu loi phn ng hoỏ hc nh: phn ng trung ho, phn ng oxi hoỏ kh, phn ng to kt ta v ly tờn ca cỏc loi phn ng ú t tờn cho phng phỏp Trong chng trỡnh húa hc cp THPT hc sinh c tip xỳc vi cỏc ni dung kin thc da vo chun axit-baz, chun oxi húa-kh Tuy nhiờn nhng kin thc v phn ng chun , im tng ng, im dng chun , cht ch th, bc nhy chun , ng cong chun v.v ó giỳp hỡnh thnh nhng kin thc c bn ca hc sinh, iu ny cú ý ngha quan trng vic xõy dng cỏc phng phỏp chun khỏc cho hc sinh, l c s hc sinh tip cn vi cỏc phng phỏp phõn tớch hin i cỏc chng trỡnh hc v nghiờn cu sau ny Phng phỏp chun kt ta khụng c gii thiu chng trỡnh THPT nhng c s dng da trờn c s kin thc v chun axit-baz v chun oxi húa - kh THPT hc sinh cú th ỏp dng nh da vo s hnh thnh kt ta nh hng n pH ca cỏc dung dch hoc lm thay i th ca cỏc in cc nhỳng vo cỏc dung dch quỏ trỡnh chun Bờn cnh ú da vo cỏc hin tng to mu sc ca cỏc cht kt ta dn n quỏ trỡnh la chn cỏc thuc th phự hp quỏ trỡnh chun cỏc ion m cỏc phng phỏp chun khỏc khụng kh thi V NI DUNG KIN THC CA CN BNG TRONG DUNG DCH CHA CHT T TAN V CHUN KT TA TRONG TRNG PH THễNG CHUYấN Trong chng trỡnh hoỏ hc ph thụng chuyờn, ni dung v cõn bng cht ớt tan c cp phn tớch s tan [2], ú ni dung kin thc c nõng cao hn phn kt ta phõn on v mt s vớ d v cõn bng tớnh nng cỏc ion dung dch cha cht ớt tan Ngoi cỏc ni dung kin thc cng xut hin ri rỏc cỏc phn kin thc liờn quan n cỏc hp cht nh: s hũa tan cỏc kt ta phn phc cht, phn ng trao i ion gia cỏc dung dch cht in ly v.v i vi phn chun kt ta, chng trỡnh trung hc ph thụng chuyờn khụng xut hin nhng nhng phn ng lm c s cho chun kt ta nh phn ng ca Ag+ vi Cl-, SCN- c a di dng tớnh cht hoc dựng phn ng nhn bit cỏc ion dung dch Tuy nhiờn, da vo cỏc ni dung kin thc v chun axit-baz v chun oxi húa - kh cú th hỡnh dung phn no v chun kt ta VI TèNH HèNH THC T V NI DUNG KIN THC CN BNG TRONG DUNG DCH CHA CHT T TAN V CHUN KT TA TRONG CC TI LIU HIN HNH Trong cỏc ti liu hin hnh thỡ nhng ti liu dnh cho hc sinh gii, hc sinh chuyờn cũn ớt, ch yu l cỏc ti liu cho hc sinh ụn luyn thi i hc v cao ng Theo [22], tỏc gi cng ó trỡnh by, cp n phn cõn bng cht ớt tan Cng cú bi v tớnh toỏn cõn bng, tan ca cỏc cht ớt tan dung dch nhng cũn mc n gin vi s lng cũn ớt v ch mang tớnh cht ch yu l gii thiu cho hc sinh Cỏc bi nh tớnh c a di cỏc dng nhn bit cỏc cht v cỏc ion Phn bi tớnh toỏn cõn bng ch yu dng li xỏc nh tớch s tan hoc tan ca cỏc mui nc i vi phn chun cht ớt tan, cỏc ti liu dnh cho hc sinh gii v hc sinh chuyờn hu nh khụng cú ú hc sinh chuyờn phi s dng nhiu n cỏc ti liu dnh cho sinh viờn [7], [8], [10] iu ú hn ch rt nhiu n s tip cn ca hc sinh vỡ tip cn vi cỏc ti liu ca sinh viờn, hc sinh cn phi c trang b mt phụng kin thc ph thụng tng i y cú th s dng c cỏc ti liu ú NI DUNG CHNG TNG QUAN I I CNG V CHT T TAN I.1 Dung dch v cht tan I.1.1 Dung dch Theo nh ngha: dung dch l mt h ng th gm cỏc phõn t, nguyờn t hoc ion ca hai hay nhiu cht Tuy nhiờn n gin, ngi ta thng coi dung dch gm hai hp phn: dung mụi v cht tan Trong ú: dung mụi l cht quyt nh trng thỏi tn ti ca dung dch (khớ, lng hay rn), l mụi trng cht tan phõn tỏn ng u vo ú Nu hai cht phõn tỏn vo u l cht lng thỡ cht cú lng ln hn úng vai trũ l dung mụi Trờn thc t, cỏc dung dch cú nc l mt cỏc thnh phn cu thnh dung dch thỡ nc c coi l dung mụi v cỏc dung dch ú c gi l dung dch nc I.1.2 Dung dch lng Theo nh ngha: dung dch lng l mt h thu c cỏc cht tan (khớ, lng, rn) hũa tan vo cỏc dung mụi lng Trong phm vi ca lun ny, chỳng tụi ch xột vi dung dch vi dung mụi l nc v cht tan l cỏc mui ớt tan I.1.3 Cỏc giai on ca quỏ trỡnh hũa tan Trờn thc t, cỏc mui thng tn ti cỏc mng li tinh th ion Khi ú quỏ trỡnh hũa tan cỏc mui dung mụi nc din theo cỏc giai on sau: Giai on 1: Phỏ v mng li tinh th ca cỏc mui MmXn(r) mMn+(k) + nXn-(k) (1.1) Giai on 2: Hirat húa cỏc ion Mn+(k) + xH2O [M(H2O)x]n+ (1.2) Xm-(k) + yH2O [X(H2O)y]m- (1.3) Quỏ trỡnh hũa tan c biu din dng tng quỏt l: MmXn(r) + (mx + ny) H2O m[M(H2O)x]n+ + n[X(H2O)y]m6 (1.4) Theo nhit ng hc, ti nhit v ỏp sut nht nh, quỏ trỡnh hũa tan s t din bin iu kin sau c m bo: Ght = Hht - T.Sht < Trong ú: (1.5) Ght l bin thiờn nng lng Gipx ca quỏ trỡnh hũa tan Hht l bin thiờn entanpi ca quỏ trỡnh hũa tan (hay nhit hũa tan) Sht l bin thiờn entropi ca quỏ trỡnh hũa tan Nh vy c ba yu t entanpi, entropi v nhit u nh hng n kh nng hũa tan ca mt cht mt dung mụi nht nh I.2 Tớch s tan I.2.1 Tớch s tan nhit ng Trong trng hp n gin v ph bin hũa tan mt cht in ly ớt tan nc thỡ tng tỏc vi cỏc phõn t lng cc ca nc m cỏc ion nm trờn b mt ca mng li tinh th ca cỏc cht in ly s chuyn vo dung dch di dng cỏc ion hirat húa n mt lỳc no ú cỏc ion ny li tng tỏc vi cng nh vi cỏc ion ngc du trờn b mt tinh th v cui cựng s xut hin cõn bng ng gia pha rn (tinh th cht in ly ớt tan) vi cỏc ion hirat ca nú dung dch: n+ MmXn(r) + (nx + ny) H2O mM(H2O) x m + nX(H2O) y (1.4) n gin ta cú th mụ t cõn bng (1.1) di dng: MmXn(r) mMn+ + nXm(pha rn) (1.6) dung dch bóo hũa Dung dch cha cỏc ion nm cõn bng vi pha rn c gi l dung dch bóo hũa Biu thc nh lut tỏc dng lng ỏp dng cho cõn bng (1.6) cú dng: (Mn+)m.(Xm-)n = KS (1.7) KS l tớch s tan ca kt ta MmXn I.1.2 Tớch s tan nng Trong dung dch, hot ca cỏc ion v nng ca chỳng c liờn h vi qua h s hot Khi ú tớch s tan ca cỏc cht in ly ớt tan cú th biu din di dng nng cỏc cht nh sau: n+ m m- n n+ m m- n Ks = (M ) (X ) = [M ] [X ] n+ m Khi ú: m- n [M ] [X ] = K sc = Ks fMmn+ fXnm (1.8) fM mn+ fXmn Trong cỏc dung dch rt loóng hay tớch s tan ca cỏc cht ớt tan rt nh thỡ h s hot ca cỏc ion c coi bng Khi ú ta cú biu thc gn ỳng l: K sc = [Mn+]m [Xm-]n Vớ d Xỏc nh tớch s tan nng ca AgCl lc ion I = 0,0010 Bit: Tớch s tan nhit ng (KS) ca AgCl l 10-10,0 Phõn tớch: Cỏc giỏ tr tớch s tan cỏc ti liu hin hnh c s dng l cỏc giỏ tr tớch s tan hot (hay nhit ng), ú cú kt qu chớnh xỏc thỡ tớnh toỏn cỏc cõn bng dung dch ta phi k n lc ion ca dung dch Trong ú, lc ion ca dung dch s cú mt ca cỏc ion dung dch to ra, chớnh vỡ th nú s cú nhng nh hng nht nh n kt qu tớnh toỏn thc t v õy l mt cỏc vớ d ú Cõn bng hũa tan: AgCl (r) Ag+ + Cl- Ks = 10-10,0 Biu thc tớch s tan: Ks = (Ag+).(Cl-) = 10-10 Biu thc tớch s tan nng : Ks = [Ag+].[Cl-] => K sc = Ks fAg+ = fCl c f f = K s Ag Cl + 1 fAg + f Cl Vi lc ion I = 0,0010 => lg => fAg+ fCl fAg+ = lg fCl = -0,5.12 0,0010 = - 0,0158 c = 0,964 => K s = 10-10,0 (0,964)-2 = 1,076.10-10 So sỏnh: Tớch s tan nng /tớch s tan = 1,076.10-10/10-10,0 = 1,076 ln Nhn xột: iu kin lc ion ca dung dch nh thỡ s sai khỏc gia giỏ tr tớch s tan v tớch s tan nng l khụng ỏng k vỡ th cỏc tớnh toỏn, cú th coi tớch s tan l tớch s tan nng Vớ d Tớnh tớch s tan nng ca Fe(OH)3 lc ion I = 0,10 Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ks = 10-37 Biu thc tớch s tan: KS = (Fe3+).(OH-)3 c f f K 3+ Fe OH S = [Fe ].[OH ] = KS Biu thc tớch s tan nng : 3+ Vi lc ion I = 0,10; lg lg fOH fFe3+ 0,10 0,2.0,10 ữ + 0,10 ữ = -0,11; => fOH = 0,776 = -0,5.12 0,10 0,2.0,10 ữ + 0,10 ữ = -0,99; => fFe = 0,102 = -0,5.32 3+ Thay cỏc giỏ tr K c s fOH v fFe3+ c vo biu thc tớnh K s ta cú: = 10-37 (0,776) (0,102) = 2,1.10-36 So sỏnh: Tớch s tan nng /tớch s tan = 2,1.10-36/10-37 = 20,98 ln Nhn xột: iu kin lc ion dung dch ln, s sai khỏc gia giỏ tr tớch s tan nng v tớch s tan tng i ln Trong quỏ trỡnh ging dy, giỏo viờn cn phi ch cho hc sinh thy rng, tớnh c theo tớch s tan thỡ cỏc iu kin kốm theo rt hn ch nh: tan ca cỏc cht nc rt nh hoc nng cỏc ion dung dch rt nh iu ny rt khú thc hin thc t Tuy nhiờn mc ớch ca cỏc tớnh toỏn dung dch l nhm d oỏn hin tng v minh cho mt kt lun lý thuyt no ú v cỏc hin tng xy dung dch, ú cú th chp nhn iu kin gn ỳng l tớch s tan nng thay cho tớch s tan Ch cỏc trng hp vic tớnh toỏn t mõu thun vi thc t thỡ ta mi tớnh theo tớch s tan Chớnh vỡ th, ton b lun ny, chỳng tụi s dng cỏc giỏ tr tớch s tan (KS) v chp nhn ú l tớch s tan nng I.1.3 Tớch s tan iu kin Trong nhiu trng hp, vic xỏc nh cỏc i lng nh nng cõn bng ca cỏc ion, tan ca cỏc cht ớt tan dung dch thng gp khú khn cú nhiu thnh phn dung dch cựng nh hng n cõn bng ca quỏ trỡnh hũa tan cht ớt tan Chớnh vỡ th, mt s trng hp nht nh, thng l cú s c nh ca mt cỏc yu t chớnh ca dung dch nh: pH dung dch, nng phi t,Chỳng ta cú th thay tớch s tan nng bng tớch s tan iu kin Trong trng hp ny, nng cỏc ion c thay bng tng nng cỏc dng tn ti dung dch Chỳng ta cú th n gin cõn bng dung dch cha cht kt ta MX MX M + X KS (1.9) ( n gin, chỳng ta khụng ghi in tớch ca cỏc ion) Ta cú cỏc quỏ trỡnh ph l: - To phc hiroxo ca M M + H2O MOH + H+ * (1.10) Ka-1 (1.11) (1.12) - Proton húa ca X X + H+ HX - To phc ph ca M vi phi t L M + L ML tan ca MX ph thuc vo pH, nng cht to phc ph L Trong iu kin c nh pH v nng cht to phc ph L cú th tớnh c tớch s tan iu kin KS KS = [M][X] Trong ú: (1.13) [M] = [M] + [MOH] + [ML] = [M] + *[M]h-1 + [M][L] [X] = [X] + [HX] = [X] + Ka-1[X]h (1.14) (1.15) Thay vo (1.13), ta cú: KS = [M](1 + *h-1 + [L]).[X](1 + Ka-1h) = KS.M-1.X-1 Trong ú: M = 1 + * h + [L] v X = Ka Ka + h í ngha: bit pH v nng ca cht to phc L ta cú th ỏnh giỏ KS v t ú tớnh c tan ca kt ta MX theo LTDKL ỏp dng cho cõn bng: MX M + X KS I.3 tan I.3.1 Dung dch cha bóo hũa, dung dch bóo hũa v dung dch quỏ bóo hũa - Dung dch cha bóo ho: l dung dch cũn ho tan thờm c cht tan ú na iu kin ó cho 10 Phõn tớch: õy l dng bi xỏc nh iu kin xut hin kt ta v kt ta hon ton Trong trng hp bt u xut hin kt ta, ta cú biu thc liờn h: [Cr3+][OH-]3 = KS (4.1) õy, hc sinh da vo cõn bng: Cr3++ H2O CrOH2+ + H+ 0, 01 xỏc nh nng cõn bng ca Cr3+ theo biu thc: [Cr3+] = h * + h *1= 10-3,8 (4.2) KW K = W + h v [OH-] = [H ] 0, 01 thay vo (4.1), ta cú: (4.3) h KW * + h h ữ = KS t ú xỏc nh c pH bt u xut hin kt ta Trong trng hp kt ta hon ton, ta chỳ ý n c im: CCr3+ 106 Khi ú: [Cr3+] = [Cr3+] + [ CrOH2+] 1,0.10-6 h h KW 106 * + h => * + h h ữ KS T ú xỏc nh c pH kt ta hon ton Cr3+ di dng Cr(OH)3 Nhn xột: õy l dng bi m nhiu ti liu thng khụng tớnh n s to phc hiroxo ca cỏc cation dn n hc sinh s xỏc nh kt qu mt cỏch n gin, nhiờn nhng kt qu ú khụng tht s chớnh xỏc vỡ th hc sinh thng b bt ng gp tỡnh ny Mt khỏc, cú nhiu hc sinh s dng kt qu to phc hiroxo c lp vi pH dung dch dn n kt qu cú nhiu sai khỏc Chớnh vỡ th thụng qua vớ d ny, GV cú th xõy dng nhng dng bi tng ng nhm cng c v phỏt trin phn kin thc v iu kin xut hin kt ta v kt ta hon ton cation di dng hiroxit cú s dng n yu t to phc hiroxo ca cation Vớ d 52 [Cõu VII.4- thi chn hc sinh thi Olympic-2013] Cho bit tan ca BaSO nc 250C bng 0,016 gam/100 gam nc, chp nhn lng riờng ca dung dch l 1g/mL Hóy tớnh tớch s tan ca BaSO3 Cho: pKa1(SO2 + H2O) = 1,76; pKa2(SO2 + H2O) = 7,21 98 Phõn tớch: Trong vớ d ny, hc sinh da vo tan ca BaSO xỏc nh c nng cõn bng ca ion Ba2+ vỡ ion ny khụng cú phn ng to phc hiroxo ng thi coi tan (S) l nng ban u ca ion SO 32-, t ú xỏc nh c nng cõn bng ca SO32- da vo cõn bng: SO32- + H O HSO-3 + OH KwKa2-1 = Kb1 = 10-6,79 T cỏc nng cõn bng ca Ba2+ v SO32-, hc sinh s xỏc nh c tớch s tan ca BaSO3 Nhn xột: õy l mt vớ d n gin vi hc sinh Tuy nhiờn, da vo c im ca kt qu ny, chỳng ta cú th xõy dng cỏc dng bi da vo tan ca cỏc cht ớt tan nc hoc cỏc dung dch t ú xỏc nh c tớch s tan ca cỏc cht Vớ d 53 [Cõu IV.2.a- thi chn hc sinh thi Olympic 2013] Cho cỏc cõn bng: Al(OH)3 Al3+ + 3OH- KS = 10-32,4 Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O K = 40 Al3+ + H2O AlOH2+ + H+ H2O H+ + OH- * = 10-4,3 KW = 10-14 Tỡm tan ca Al(OH)3 dung dch nc Phõn tớch: Trong vớ d ny, da vo cỏc dng tn ti dung dch cha Al 3+ nh: Al3+, AlO2- v Al(OH)2+, hc sinh s xỏc nh c mi liờn h gia tan (S) vo nng cõn bng ca cỏc ion ú dung dch C th: => S = [Al3+] + [Al(OH)2+] + [AlO2-] = [Al3+] (1+ [H+]-1 + KKw[H+]-1) (1) [H + ] [H + ] + + K.K w (2) S => [Al3+] = Tuy nhiờn tớch s tan ca Al(OH)3 nh nờn s hũa tan Al(OH)3 nc coi nh khụng nh hng n pH ca nc, ú coi pH ca dung dch Al(OH)3 bóo hũa l Chớnh vỡ th da vo biu thc ca tớch s tan, ta cú: K 3w [H + ] + + [H ] + + K.K [H ] 3+ - w KS = [Al ][OH ] = S S hay 10 -32,4 = (107 (3) 1014x3 + 104,3 + 40.1014 ).10 x = 1,995.10-24 99 T ú xỏc nh c tan ca Al(OH)3 nc l: S = 1,995.10-9M Nhn xột: õy l mt vớ d tng i khú vi hc sinh vỡ nhiu trng hp, hc sinh s khụng ý n c im l tớch s tan nu quỏ nh s khụng nh hng n pH dung dch, nờn quỏ trỡnh x lý s rt phc Chớnh vỡ th, da vo kt qu ca vớ d ny, giỏo viờn cú th xõy dng cỏc dng bi xỏc nh tan ca cỏc hp cht ớt tan cú tớch s tan nh rốn luyn k nng cho hc sinh III BI TP CHUN B V THI OLYMPIC QUC T (IChO) Vớ d 54 [Cõu e f ( thi IChO26-Nauy 1994)] e) Dung dch bóo ho CaCO 3(r) cú pH = 9,95 Hóy tớnh tan ca canxicacbonat nc v chng minh rng tớch s tan ca canxicacbonat, K S = 6,2.10-9 f) Trong mỏu cú cha ion canxi, hóy tớnh nng ti a ca ion canxi dung dch cú pH = 7,40 v nng [HCO3-] = 0,022M Cho bit: hng s phõn li axit ca axit cacbonic l K a1 = 4,5.10-7 v Ka2 = 4,7.10-11 Phõn tớch: Trong ý e), hc sinh cú th da giỏ tr pH ca dung dch, hc sinh s xỏc nh cỏc dng tn ti chớnh dung dch gm: CO32-, HCO3- v Ca2+ Sau ú, xut phỏt t cỏc cõn bng: CaCO3(r) Ca2+(aq) + CO32-(aq) CO32-(aq) + H2O HCO3-(aq) + OH-(aq) (1) Ks (2) Kb1 = Ka2-1.Kw = 10-3,762 hc sinh xỏc nh tan (S) ca CaCO T giỏ tr tan (S) v nng cõn bng ca cỏc ion dung dch, hc sinh s xỏc nh c tớch s tan dung dch Trong ý f), da vo cỏc giỏ tr pH dung dch = 7,40 v nng [HCO 3-] = 0,022M, hc sinh s xỏc nh c nng [CO32-] dung dch Trờn c s ca tớch s tan, KS = 6,2.10-9, hc sinh s xỏc nh c nng K S,CaCO 3 [Ca2+] ti a dung dch da vo biu thc: [Ca2+]max = [CO ] Nhn xột: Bi xỏc nh tớch s tan da vo pH ca dung dch bóo hũa l mt dng bi c bn thng gp Trong trng hp ny, hc sinh s da vo cỏc cõn 100 bng v pH dung dch xỏc nh cỏc dng tn ti chớnh dung dch t ú thc hin mi liờn h gia nng cõn bng ca cỏc cht vi tan v tớch s tan Da vo kt qu ny, GV cú th xõy dng cỏc dng bi xỏc nh tan v tớch s tan da vo pH dung dch bóo hũa nc hoc cỏc dung dch Vi dng bi theo ý f), vic da vo pH dung dch, nng cõn bng ca mt cỏc ion dung dch v tớch s tan chỳng ta xỏc nh nng ti a ca cỏc ion dung dch T kt qu ca bi ny, GV cú th xõy dng cỏc bi nh: cn trỡ pH dung dch v nng [HCO 3-] hoc [CO32-] l bao nhiờu nng ion Ca2+ dung dch t n mt giỏ tr no ú Vớ d 55 [Cõu 5.b ( thi IChO 21-c 1989)] Xỏc nh tớch s tan ca ng (II) iodat bng phng phỏp chun iot dung dch axit (t=25C) chun 20,00 mL dung dch bóo ho ng (II) iotdat cn 30,00 ml dung dch natri thiosunfat 0,10 M Tớnh nng Cu2+ dung dch bóo ho ng (II) iotdat v tớnh tớch s tan ca ng (II) iotdat, coi nng bng hot Phõn tớch: õy l mt vớ d mang tớnh cht tng hp kin thc Da vo nng ca ion iotdat c chun theo phn ng: Cu2+ + 2IO3- + 12I- + 12 H+ CuI + 6,5I2 + 6H2O I2 + 2S2O32- S4O62- + 2It ú xỏc nh c nng tng ng ca ion Cu2+ v tớch s tan ca Cu(IO3)2 Nhn xột: nu da trờn kin thc ca cõn bng cht ớt tan thỡ õy l mt cỏc vớ d s dng kin thc rt c bn Tuy nhiờn vic liờn h vi chun oxi húa-kh mang li cho vớ d trờn mt s hp dn nht nh, giỳp hc sinh trỏnh c cm giỏc n iu vic nghiờn cu cõn bng cht ớt tan T kt qu ca vớ d ny, chỳng ta cú th tin hnh tng hp gia kin thc cõn bng cht ớt tan vi cỏc phn kin thc khỏc nhm giỳp hc sinh cng c v nõng cao kin thc v rốn luyn k nng Vớ d 56 [Cõu 6.a ( thi ICho 34-H Lan)] Dung dch nc cha ng thi BaCl v SrCl2 cú cựng nng 0,01M Cú th tỏch hon ton hn hp bng cỏch thờm dung dch Na 2SO4 bóo hũa hay khụng? 101 Tiờu chun l ớt nht 99,9% Ba 2+ ó kt ta di dng BaSO v SrSO4 ch c phộp ln khụng quỏ 0,1% SrSO4 Cỏc tớch s tan cho di õy: Ks (BaSO4) = 10-10; Ks (SrSO4) = 3.10-7 Phõn tớch: õy l dng bi ỏnh giỏ kh nng tỏch riờng r cỏc ion da vo phn ng to kt ta Da vo tiờu chun ó cho, hc sinh xỏc nh c nng [SO 42-] ó kt ta ht 99,9% Ba2+, t ú so sỏnh vi nng [SO 42-] cn thit cú kt ta SrSO4 Trờn c s ú kt lun v kh nng tỏch riờng r cỏc ion Nhn xột: dng bi ny tng i c bn i vi hc sinh, chớnh vỡ th nú c s dng cỏc bi cng c kin thc tỏch ion, bi kt ta phõn on cỏc ion Da vo cỏc c im ny, GV cú th xõy dng cỏc dng bi ỏnh giỏ kh nng tỏch cỏc ion cỏc hn hp bng cỏc thuc th khỏc Vớ d 57 [Bi (ICho-38 Korea)] Tớnh tan ca cỏc mui 7.1 Mt lng d AgCl c a vo nc tinh khit (nc ó kh ion ) - Tớnh nng ca Cl- nm cõn bng vi cht rn AgCl - Lp li s tớnh toỏn i vi Br-, thay AgBr cho AgCl 7.2 Gi thit 0,100 L Ag+ 1,00.10-3M c cho vo dung dch Cl- cú cựng th tớch v nng Tớnh nng ca Cl- dung dch cõn bng c thit lp Tớnh % mui clorua dung dch 7.3 Gi thit 0,100 L Ag+ 1,00.10-3M c cho vo dung dch Br- cú cựng th tớch v nng Tớnh nng ca Br- dung dch cõn bng c thit lp Tớnh % mui bromua dung dch 7.4 S dng thớ nghim kim chng li cõu tr li 7.2 v 7.3 l khú khn, vỡ mi chi tit ỳng v th tớch v nng ca dung dch l khụng bit Hóy lp li tớnh toỏn ca 7.2 v 7.3 nhng thay nng ca Ag + dung dch l 1,01.10-3M 7.5 Bõy gi chỳng ta hóy gi thit l thờm t t v khuy u dung dch Ag + nng 1,00.10-3M vo 0,100 L dung dch cú cha c Cl- v Br- nng 1,00.10-3M Bc (I) halogenua no s kt ta trc? Mụ t tỡnh trng kt ta u tiờn xut hin Nhn xột: cỏc kin thc c s dng u l kin thc c bn v hc sinh cú th d dng gii quyt c Do ú GV mt s trng hp tin hnh xõy dng mt 102 s dng bi cú s tham kho cỏc ti liu bờn ngoi nhiu hn cỏc dng bi tr nờn phong phỳ hn nhm rốn k nng cho hc sinh Vớ d 58 Bi IChO24 (M 1992) Nng ion clorua nc bin ti thiu cn thit cho s sinh trng bỡnh thng ca sũ l ppm (8 mg/l) T 50,00 ml mu nc bin, ngi ta thờm vi git K2CrO4 Sau ú mu c chun vi dung dch chun AgNO 0,00164 M thy ht 16,16 ml thỡ dung dch bt u xut hin kt ta mu gch a) Vit phng trỡnh phn ng chun b)Vit phng trỡnh ion cho phn ng to thnh kt ta mu gch ti im cui ca phộp chun , hp cht no cú mu gch c) Tớnh nng ion clorua mu nc bin? nng ion clorua cú cho s sinh trng bỡnh thng ca sũ khụng? d) Nng ion cromat ti im cui ca phộp chun l 0,020 M Tớnh nng ion clorua dung dch kt ta gch bt u xut hin e) Phộp chun c thc hin tt nht mụi trng trung tớnh hoc mụi trng baz yu Hóy vit phn ng cnh tranh xy mụi trng axit nh hng n vic quan sỏt im ca cu phộp chun f) Thụng thng, dung dch m c a vo iu chnh pH ca mu, gi s pH ca mu nc bin l 5,10, nh vy dung dch quỏ axit cú th phõn tớch ỳng nng clorua Chn mt dung dch m danh sỏch di õy iu chnh pH ca mu nc bin bng 7,20 Gii thớch s la chn ca bn bng cỏc phộp tớnh Cỏc dung dch m : 0,1 M axit lactic / 0.1 M natri lactat (Ka=1,4.10-4) 0,1 M axit axetic / 0.1 M natri axetat te (Ka=1,8.10-5) 0,1 M natridihidrophotphat / 0.1 M natrihidrophotphat (Ka=6,2.10-8) 0,1 M amoniclorua / 0.1 M amoniac (Ka = 5,6.10-10) g)Vi h m la chn cõu f), hóy tớnh s gam axit yu v bazo liờn hp cn phi dựng pha thnh 500 ml dung dch m cú pH=7,2 h) Nng ion clorua 50,00 ml mu nc bin khỏc c xỏc nh bng phng phỏp Vollhard nh sau Lng d AgNO c thờm vo mu, sau ú lng Ag+ d c chun bng dung dch chun KSCN (to thnh kt ta AgSCN) im cui c xỏc nh bng s xut hin phc mu mỏu FeSCN 2+ 103 (phc ny c to thnh Ag + va ht) Ngi ta thy rng thờm 50,00 ml dung dch AgNO3 0,00129 M vo mu nc bin thỡ cn phi dựng 27,46 ml dung dch KSCN 1,4110-3 M chun ht lng Ag+ d, hóy tớnh nng ion clorua mu nc bin Cho KS,AgCl = 1,78.10-10 , KS, Ag2CrO4 = 1,00.10-12 Phõn tớch: a Phn ng chun : Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl b Ti im cui ca phn ng chun , xy phn ng gia ion Ag + vi cht ch th K2CrO4 theo phn ng: Ag+ (aq) + CrO42-(aq) Ag2CrO4 Cht cú mu gch l Ag2CrO4 c Khi xut hin kt ta mu gch thỡ lng Cl - dung dch coi nh ó kt ta hon ton 16,16.0,00164 50 Khi ú: [Cl ] = = 5.30 x10-4 M = 18,8 mg/l > mg/l - Nng ion Cl- ln cho s phỏt trin bỡnh thng ca sũ K S,Ag CrO d Da vo tớch s tan ca Ag 2CrO4 ta cú: = [Ag+]2[CrO42-] = 1,00.10-12 TAg2CrO4 => [Ag + ] = => [Cl - ] = 2- [CrO4 ] TAgCl [Ag+ ] = = 1,00.10 12 = 7,07.10 0,02 1,78.10 -10 = 2,5.10-5 M -6 7.07.10 e Cỏc phn ng cnh tranh xy mụi trng axit l: CrO42- + H+ Cr2O72- CrO42- + H+ HCrO4- + H2O Cỏc phn ng trờn lm gim nng [CrO 42-] ú lng AgNO3 thc t cho vo phi ln hn hay núi cỏch khỏc phn ng chun s dn n sai s õm f Dung dch m cú m nng cc i ti pH = pKa Do ú h m (3) cú pKa = 7,2 l thớch hp nht g m NaH PO = 0,1 mol gam 0,5 L 119,98 = 6,0 gam L mol 104 m Na HPO = 0,1 h mol gam 0,5 L 141,96 = 7,1 gam L mol S mol Ag+ c a vo: n(Ag+)ban u = (0,05 L) (0,00129 mol/L) = 6,45.10-5 mol S mol Ag+ d : n(Ag+)d = (0,02746 L) (1,41.10-3 mol/L) = 3,87.10-5 mol =>S mol Cl- mu: n(Cl-) = n(Ag+)th - n(Ag+)d = (6,45.10-5 mol) - (3,87.10-5 mol) = 2,58.10-5 mol 2,58.103 => [Cl-] = 0,05 = 5,16.10-4 mol/l Nhn xột: õy l dng chun kt ta thụng thng, hc sinh cú th d dng gii quyt c cỏc yờu cu ca bi Tuy nhiờn, bi trờn núi riờng v cỏc bi ICho núi chung mang tớnh cht thc t rt cao, iu ny to s hng thỳ cho hc sinh quỏ trỡnh gii quyt cỏc bi ú Vớ d 58 ( thi Olympic Húa hc Quc t-2013-LB Nga) Phõn tớch hn hp mui CaBr2 v Mg(NO3)2 C s lớ thuyt: xỏc nh thnh phn ca hn hp mui gm CaBr v Mg(NO3)2 ngi ta cú th dựng phng phỏp chun to phc complexon xỏc nh tng lng ion magie v canxi, vi cht ch thi Eriocromen T ( pH = 9-10, cht ch th t cú mu xanh lam, cũn phc cht ca nú vi ion kim loi cú mu mn) Sau ú xỏc nh ion bromua bng phng phỏp chun kt ta (phng phỏp Von-ha ci tin, vi cht ch th l FeSCN2+) a Chun tng lng ion Ca 2+ v Mg2+ bng EDTA (H2Y2-) mụi trng m amoni (pH = 9-10) theo phng trỡnh: M2+ + H2Y2- MY2- + 2H+ Khi dung dch chuyn t mu mn (mu ca phc gia ion kim loi vi ch th) sang mu xanh lam (mu ca cht ch th t do) thỡ dng chun b Xỏc nh nng Br- theo phng phỏp Von-ha ci tin, vi cht ch th l FeSCN 2+ theo phng trỡnh phn ng: Ag+ + Br- AgBr Ag+ + SCN- AgSCN 105 Chỳ ý: Trong phộp chun ny Ag + phn ng vi c Br- v SCN- nờn lng NH4SCN phi ly chớnh xỏc v tớnh nng Br - phi chỳ ý tr i lng Ag+ ó phn ng vi SCN- XUT TIấU CH V CU TRC V XY DNG BI TP Cõn bng cht ớt tan v chun kt ta l mt cỏc thnh phn phc mng kin thc v cõn bng dung dch v chun th tớch Trong thc t ging dy ti trng trung hc ph thụng chuyờn Lờ Hng Phong, Nam nh, chỳng tụi thy c s khú khn ca GV v HS quỏ trỡnh truyn th v lnh hi cỏc kin thc v cõn bng cht ớt tan T thc t ny, chỳng tụi mong mun c gúp phn vo vic lm n gin húa cỏc lý thuyt v phong phỳ hn cỏc ni dung kin thc ca phn cõn bng cht ớt tan v chun kt ta, nhm a cỏc kin thc n gn hn vi hc sinh chuyờn v HSG d thi hc sinh gii Quc gia v Quc t, giỳp cỏc em khụng nhng lnh hi cỏc kin thc t quỏ trỡnh nghe ging trờn lp m cũn cú th t tỡm tũi v nghiờn cu ti liu thụng qua cỏc c su tm v biờn son lun ny Ti nc ta, cỏc trng chuyờn l ni trung o to v rốn luyn nhng hc sinh gii, thụng minh cú kin thc, nng lc, trỡnh tr thnh ngun nhõn lc cht lng cao ca ỏt nc Mt s cỏc ỏnh v v hc sinh chuyờn l dnh cho cỏc em tham d cỏc kỡ thi hc sinh gii ca khu vc, Quc gia v Quc t Chớnh vỡ th, cỏc yờu cu v kin thc i vi cỏc em cng cao hn nhiu so vi cỏc hc sinh ph thụng Trong khong 20 nm tr li õy, nc ta ó t chc thi chn hc sinh gii Quc gia mụn Húa hc v chn cỏc hc sinh gii nht tham d k thi Olympic húa hc (ICho) iu ny t yờu cu cao i vi cỏc hc sinh chuyờn Húa v cỏc giỏo viờn ging dy ti cỏc lp chuyờn v tham gia bi dng hc sinh gii Mt iu khỏ mõu thun l thi gian dnh cho hc sinh khụng nhiu v thi gian dnh cho mụn chuyờn thỡ cng ớt m lng kin thc cn lnh hi cú th tham d cỏc kỡ thi ngy cng nhiu Chớnh iu ny buc giỏo viờn phi thay i phng phỏp ging dy v hc sinh phi tớch cc hn vic t tỡm tũi, phỏt hin v x lý cỏc ca kin thc S kt hp gia GV v HS s a n cho chỳng ta mt hng gii quyt ú l phỏt trin v nõng cao nng lc 106 t ca hc sinh Khi ú quỏ trỡnh ging dy, GV ngoi vic trỡnh by cỏc kin thc c bn chc chn cũn phi cung cp kin thc nõng cao cho cỏc em, c bit l hc sinh i tuyn thi hc sinh gii Quc gia GV phi xỏc nh rừ kin thc c bn xõy dng cỏc bi minh nhm khc sõu dng c bn nhng ng thi phi hỡnh thnh cỏc tỡnh dng phc khỏc nhau, liờn h cỏc tỡnh ú nhm phỏt trin hc sinh nng lc t sỏng to i vi bi cho hc sinh chuyờn, GV luụn phi thay i vỡ i tng hc sinh chuyờn l nhng em cú trớ tu phỏt trin, cú kh nng t hc, t tỡm tũi nghiờn cu nờn giỏo viờn khụng th ging dy mt cỏch mỏy múc, th ng Trong quỏ trỡnh nghiờn cu ti ny, chỳng tụi thy mng kin thc v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta cú tm tng i quan trng chng trỡnh húa hc ph thụng chuyờn nhm phc v cho hc sinh tham d cỏc kỡ thi chn HSG Quc gia v Quc t Tựy thuc vo kh nng ca hc sinh v trỡnh ca GV m to cỏc tỡnh cú khỏc rốn kh nng dng, tng hp kin thc cho hc sinh Vỡ vy, qua vic xõy dng phn kin thc v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta, chỳng tụi mnh dn xut mt s tiờu cu trỳc bi v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta nhm nõng cao cht lng ging dy húa hc trng ph thụng chuyờn v bi dng hc sinh gii thi Quc gia v Quc t nh sau: Th nht: Cỏc bi minh lý thuyt c bn Nhng dng bi ny tng i n gin, ngn gn ch yu ỏp dng trc tip cỏc khỏi nim, nh ngha t ú khc sõu cỏc kin thc c bn Th hai: Bi nhm mc ớch rốn k nng hc sinh Nhng dng bi ny c yờu cu cao hn theo hng cú s dng mt phn nh kin thc khỏc trc ỏp dng trc tip cỏc khỏi nim, nh ngha ca phn kin thc c bn Th ba: bi mang tớnh cht tng hp Nhng dng bi ny c s dng giỳp hc sinh t hp cỏc kin thc ó hc trc ú vi kin thc va hc, nhm gii quyt cỏc yờu cu t ca bi Dng bi ny cú tỏc dng ln vic phỏt trin k nng tng hp, phõn tớch ca hc sinh Th t: bi mang tớnh cht tng quỏt õy l nhng dng bi ỏp dng chung ca mt mng kin thc nht nh Dng bi ny nhm phat huy kh nng 107 khỏi quỏt húa cỏc ca hc sinh, giỳp hc sinh cú th bin cỏc quỏ trỡnh t phc thnh n gin hn Th nm: bi gn vi thc tin cuc sng õy l cỏc dng bi thng gp cú liờn quan n nhng hin tng t nhiờn nhm tng tớnh hng thỳ vi mụn hc v cng nhm a cỏc kin thc gn hn vi cuc sng Th sỏu: bi nhm phỏt huy tớnh c lp sỏng to ca hc sinh õy l cỏc dng khú v cú liờn quan n rt nhiu yu t c v mi Nhng bi ny hc sinh phi s dng phụng kin thc rt rng cú cỏi nhỡn tng quỏt hn nhm gii quyt c t T cỏc tiờu ú cỏc bi c thit k cú tớnh nh hng t c bn n dng v phỏt trin thnh nõng cao T kin thc c bn phi thay i cỏc tỡnh buc hc sinh phi suy ngh v phõn tớch Tỡnh xõy dng m bo chớnh xỏc nhng cú phc khỏc Do ú, thay i cỏch ngh ca hc sinh trc mt mi Nh vy qua vic trỡnh by v phõn tớch cỏc bi v cõn bng cht ớt tan v chun kt ta, chỳng tụi thy thy ni dung ging dy húa phõn tớch trng i hc s phm H Ni cú mi liờn h cht ch vi húa hc trng chuyờn v bi dng hc sinh gii Quc gia v Quc t Giỏo trỡnh (b sung sau) ó cp sõu sc n cõn bng cht ớt tan v chun kt ta nhm giỳp cho sinh viờn hiu c sõu sc v phn kin thc ny ny t ú dng gii cỏc dng bi cú liờn quan Do ú, ging dy dc tt cỏc dng bi phõn tớch chng trỡnh chuyờn v cỏc thi HSG Quc gia v Quc t cn phi cú kin thc vng vng v húa phõn tớch trng HSP Húa hc phõn tớch cung cp phng phỏp xem xột ỏnh giỏ mt cỏch nh tớnh v kh nng xy ca phn ng, xỏc nh c phn ng xy hm lng no , mc no, mi quan h gia cỏc phn ng h v th t, v mc ca chỳng, s t hp gia cỏc phn ng h Húa hc phõn tớch cú vai trũ khụng th thiu i vi mt giỏo viờn húa hc c bit l giỏo viờn dy chuyờn húa 108 KT LUN Sau mt quỏ trỡnh nghiờn cu lun ó thu c nhng kt qu sau: ó phõn tớch chng trỡnh húa hc chuyờn v thi hc sinh gii Quc gia v Quc t ỏnh giỏ ỳng mc vai trũ, v trớ ca cõn bng dung dch cha hp cht ớt tan v chun kt ta vic hỡnh thnh kin thc húa hc nn tng cho hc sinh chuyờn v hc sinh gii thi Quc gia v Quc t T ú thy c mi liờn h mt thit gia chng chng trỡnh chuyờn, ni dung thi hc sinh gii Quc gia, Quc t v chng trỡnh Húa hc Phõn tớch ca Khoa Húa hc trng i hc S phm H Ni Tin hnh thng kờ, phõn tớch s dng lớ thuyt cõn bng dung dch cha hp cht ớt tan v chun kt ta thụng qua 58 vớ d cỏc ti liu v thi hc sinh gii khu vc, Quc gia v Quc t Tin hnh xõy dng c h thng 90 bi theo cỏc tiờu xut cu trỳc cỏc bi v cõn bng dung dch cha cỏc hp cht ớt tan v chun kt ta nhm phc v thit thc cho vic ging dy trng chuyờn v bi dng hc sinh gii thi Quc gia, Quc t 109 TI LIU THAM KHO [1] Nguyn Duy i, o Hu Vinh Ti liờ giỏo khoa chuyờn húa hc 10 Tp NXB Giỏo dc, 2001 [2] Nguyn Duy i Ti liu giỏo khoa chuyờn húa hc 10 Tp - NXB Giỏo dc, 2001 [3] Nguyn Duy i Ti liu giỏo khoa chuyờn húa hc 11-12 Tp - Húa hc Vụ c NXB Giỏo dc, 2001 [4] Nguyn Duy i, Nguyn Tinh Dung, Trn Thnh Hu, Trn Quc Sn, Nguyn Vn Tũng Mt s võn chn lc ca Húa hc II NXB Giỏo dc, 2000 [5] Bi chuõn bi Olympic Quc t t nm 2002 n nm 2013 [6] Hong Minh Chõu, Ngụ Th Thõn, H Th Dip, o ỡnh Thc (hiu ớnh ting c), Trn Thnh Hu, Nguyn Trng Th, Phm ỡnh Hin.- Olympic Húa hc Vit Nam v Quc t V NXB Giỏo dc, 2003 [7] Nguyn Tinh Dung Húa hc phõn tớch phn III Cỏc phng phỏp nh lng húa hc (tỏi bn ln th 4), 2007 [8] Nguyn Tinh Dung Bi húa hc phõn tich NXB Giỏo dc, 1982 [9] Nguyn Tinh Dung, Hong Nhõm, Trn Quc Sn, Phm Vn T Ti liu nõng cao v m rng kin thc húa hc Trung hc phụ thụng NXB Giỏo dc, 2002 [10]Hong Minh Chõu, T Vn Mc, T Vng Nghi-C s húa hc phõn tich NXB Khoa hc v k thut,2007 [11]Nguyn Ting Dung-Húa hc phõn tich-NXB i hc S phm, 2007 [12]Nguyn Tinh Dung, o Phng Dip-Húa hc phõn tich Cõu hi v bi tõp cõn bng ion dung dic -NXB i hc S phm, 2007 [13] o Th Phng Dip, Vn Huờ Giỏo Trinh Húa hc phõn tich, cỏc phng phỏp inh lng húa hc NXB i hc s phm, 2007 [14] thi d bi HSG Quc Gia t nm 2001 n nm 2009 [15] thi HSG Quc gia t nm 1994 n nm 2013 [16] Thi chn i tuyn thi Olympic quc t vũng t nm 2003 n nm 2013 [17] thi Olympic Quc t t nm 2002 n nm 2013 [18] Trn T Hiu, T Vng Nghi, Hong Th Tớn Bi Húa phõn tich NXB i hc v trung hc chuyờn nghip 110 [19] Nguyn Th Hin Phõn loi, ỏnh giỏ tỏc dng, xõy dng cỏc tiờu chi, cõu trỳc cỏc bi vờ phn ng axit-baz phc v cho vic bi dng hc sinh gii quc gia Lun thc s khoa hc húa hc H Ni, 2003 [20] on Th Kim Dung- Vn dng lý thuyt chuõn axit baz ging dy hoỏ hc trng chuyờn, phc v vic bi dng hc sinh gii Quc gia Lun thc s khoa húa hc, 2009 [21] Lờ Th Thanh-Vn dng lý thuy chuõn oxi húa-kh vic bi dng HSG cỏc cõp-Lun thc s khoa húa hc 2010 [22] Vng Bỏ Huy Phõn loi, xõy dng tiờu chi cõu trỳc cỏc bi vờ hp chõt it tan phc v cho vic bi dng hc sinh gii quc gia Lun thc s khoa hc húa hc H Ni, 2006 [23] o Quý Triu, Tụ Bỏ Trng (Hong Minh Chõu, o ỡnh Thc hiu ớnh) Olympic Húa hc Vit Nam v Quc t Tp IV NXB Giỏo dc, 2000 [24]DennisG.Peters, John M Hayes and Gary M Hieftye - Chemicalseparation and measurements, theory and practice of analytical chemistry Saunders Golden series, 1974 [25] Gary D Christian Analytical chemistry Xerox college Publishing Waltham, Massachusetts Toronto, 1971 [26] I.M Kolthoff, E.B Sandell, E.J Meehan Quantitave chemmical analysis Staly Bruckenstien the Macmilan company Colier Macmilan limited, London 1969 [27] James Newton Butler Ionic equilibbrium Addision Wesley Publishing Campany INC reading Massachusetts Palo Alto, London, 1964 [28].L.Sucha.S.Kotrly Solution equilibbrium in Analytical Chemisty Vannostrand reinhold company London,1972 111 MC LC 112 [...]... Nồng độ axit (thường dùng là HNO3) không được bé hơn 0,30M CHƯƠNG 2: 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 I CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHỨA HỢP CHẤT ÍT TAN I.1 Độ tan và thành phần cân bằng trong dung dịch I.1.1 Đặc điểm Dạng bài tập xác định độ tan (S) và thành phần cân bằng (TPCB) trong nước và các dung. .. dịch là một trong dạng bài không thể thi u trong giảng dạy về cân bằng trong dung dịch chứa chất ít tan Dạng bài tập này thể hiện mối quan hệ giữa độ tan (S) với: - Tích số tan (KS) - Thành phần cân bằng (TPCB) trong dung dịch bão hòa - Các quá trình xảy ra trong dung dịch - Nồng độ các chất trong dung dịch - Môi trường của dung dịch, 25 Dựa vào lý thuyết về cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít. .. các chất trong dung dịch Trong trường hợp này, chúng ta tiến hành mô tả các cân bằng và đánh giá các cân bằng trong dung dịch, tổ hợp để xác định cân bằng chính sau đó xác định lại nồng độ cân bằng của các thành phần khác trong dung dịch để cuối cùng xác định độ tan của các chất Ý nghĩa: dựa vào độ tan của các chất trong các dung dịch, chúng ta có thể lựa chọn các dung dịch phù hợp cho quá trình hòa tan. .. Trường hợp 2: Biết một trong hai giá trị: pH của dung dịch bão hòa hoặc nồng độ cân bằng của phối tử, chúng ta có thể xác định được mối quan hệ giữa các dạng nồng độ cân bằng trong dung dịch dựa vào pH hoặc nồng độ của các phối tử Trên cơ sở đó dựa vào định luật bảo toàn nồng độ (độ tan, S) và tích số tan, chúng ta xác định độ tan của chất rắn ít tan Trường hợp 3: Chưa biết pH dung dịch và nồng độ cân bằng. ..- Dung dịch bão hoà: là dung dịch không thể hoà tan thêm được chất tan đó nữa ở điều kiện đã cho - Dung dịch quá bão hoà: là dung dịch chứa lượng chất tan nhiều hơn so với lượng chất tan trong dung dịch bão hoà ở điều kiện đó Chú ý: dung dịch quá bão hòa được điều chế bằng cách chuyển từ dung dịch bão hòa ở nhiệt độ T1 về nhiệt độ T2 (T2 < T1) bằng cách đột ngột, khi đó lượng chất tan trong dung dịch. .. nồng độ chưa biết cần xác định Cách xác định nồng độ của dung dịch đó gọi là sự chuẩn độ III.1.2 Phương pháp chuẩn độ kết tủa Phương pháp chuẩn độ kết tủa là phương pháp chuẩn độ thể tích dựa trên sự tương tác giữa các ion trong dung dịch để tạo thành các chất kết tủa và được dùng để định lượng chúng Nói cách khác phản ứng chuẩn độ là phản ứng tạo thành các chất kết tủa Ví dụ: chuẩn độ ion Cl- trong dung. .. quá trình hòa tan các chất rắn ít tan trong nước II.2 Đánh giá khả năng kết tủa ion trong dung dịch II.2.1 Điều kiện kết tủa, kết tủa hoàn toàn II.2.1.1 Điều kiện xuất hiện kết tủa Trong dung dịch, khi có mặt đồng thời ion M n+ và ion Xm-, để bắt đầu xuất hiện kết tủa MmXn thì tích nồng độ cân bằng các ion trong dung dịch bằng tích số tan => [Mn+]m.[Xm+]n = KS (1.22) Do đó dựa vào biểu thức (1.1) chúng... (1)-Mô tả các cân bằng xảy ra trong dung dịch (2)-Đánh giá mức độ xảy ra của các quá trình phụ (3) -Thi t lập biểu thức tính nồng độ của các chất điện ly [M], [X] theo độ tan (4) -Thi t lập biểu thức tích số tan, KS Trong trường hợp tính tích số tan từ độ tan tiến hành theo chiều ngược lại II.1.2 Độ tan của hợp chất rắn ít tan trong nước II.1.2.1 Các quá trình xảy ra khi hòa tan chất rắn ít tan trong nước... hòa tan của hợp chất ít tan trong các dung dịch I.1.2 Những chú ý trong quá trình nghiên cứu và xây dựng các bài tập (1)- Mô tả các quá trình: Trong dung dịch, thông thường xảy ra nhiều cân bằng khác nhau có thể cùng loại hoặc khác loại nhau Do đó học sinh phải mô tả các cân bằng xảy ra trong hệ, trong đó chú ý đến: + Những cân bằng được xác định dựa vào hằng số cân bằng đã cho + Cân bằng kết hợp giữa... đã cho, học sinh dễ dàng xác định được độ tan của CaCO3 nói riêng và các hợp chất ít tan trong nước nói chung Điều này sẽ giúp học sinh lĩnh hội được các kiến thức về cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan và xác định được thành phần cân bằng trong các dung dịch đó H11 Xác định độ tan của Ca3(PO4)2 trong nước Biết rằng trong dung dịch bão hòa Ca3(PO4)2, [HPO42-] = 2,04.10-5M Cho biết: Ca3(PO4)2 ... Lí THUYT CN BNG TRONG DUNG DCH CHA HP CHT T TAN V CHUN KT TA TRONG BI DNG HC SINH GII THI QUC GIA V QUC T I CN BNG TRONG DUNG DCH CHA HP CHT T TAN I.1 tan v thnh phn cõn bng dung dch I.1.1 c... bóo hũa, dung dch bóo hũa v dung dch quỏ bóo hũa - Dung dch cha bóo ho: l dung dch cũn ho tan thờm c cht tan ú na iu kin ó cho 10 - Dung dch bóo ho: l dung dch khụng th ho tan thờm c cht tan ú... hc sinh chuyờn húa c bit l cỏc hc sinh tham gia cỏc kỡ thi hc sinh gii quc gia v quc t T cỏc kin thc v cht ớt tan hc sinh s gii thớch c cỏc hin tng v s hỡnh thnh kt ta v s hũa tan cỏc cht ớt tan,