hay: α K C =
Đây chính là biểu thức của ĐỊNH LUẬT PHA LOÃNG OSTWALD.
Vấn đề 5 : CÁC THUYẾT AXIT – BAZƠ
1. Thuyết điện ly (Arrhenius)
Arrhenius định nghĩa acid–bazơ như sau:
Axit là những chất khi hòa tan vào nước sẽ phân ly cho ion H+. Bazơ là những chất khi hòa tan vào nước sẽ phân ly cho ion OH−.
• Ưu điểm: Giải thích được tính axit–bazơ của các dung dịch có chứa ion [H+] hay [OH−] trong dung môi là H2O.
• Nhược điểm:
- Không áp dụng được cho tất cả các loại dung môi khác không phải H2O. Thí dụ: dung môi benzen, NH3 lỏng...
- Thuyết điện ly không giải thích được phản ứng tương tự như phản ứng axit – bazơ. Thí dụ: HCl (k) + NH3 (k) NH4Cl (r) (1)
- Ngoài ra, thuyết Arrhenius cũng không giải thích được quá trình tương tác giữa các acid.
Thí dụ: HNO3 + CH3COOH CH3COOH2+ + NO3−
2. Thuyết Proton (Bronsted)
Bronsted định nghĩa axit và bazơ như sau:
- Axit là chất (phân tử hay ion) có khả năng cho ion H+ - Bazơ là chất có khả năng nhận ion H+.
Nhận xét :
- Thuyết Bronsted, định nghĩa về axit và bazơ tương đối rộng
- Axit và Bazơ Bronsted cũng áp dụng đúng với axit và bazơ Arrehnius.
- Các axit và bazơ Bronsted có thể là phân tử trung hòa, cation hay anion ( ≈ tiểu phân).
3. Thuyết Electron ( Lewis)
Axit là chất có khả năng nhận cặp electron, Bazơ là chất có khả năng cho cặp electron
Thí dụ: H H + + RNH+3 R - N: H
Theo định nghĩa của Lewis thì những phản ứng không có sự trao đổi proton cũng thuộc loại phản ứng axit – bazơ. Thuyết Lewis được sử dụng rộng rãi trong Hóa học Hữu cơ
4. Axit–bazơ liên hợp
Xét thí dụ cụ thể của sựđiện ly HCl trong dung môi nước: HCl + H2O H3O+ + Cl−
Một cách tổng quát:
axit HA + bazơ B axit HB + bazơ A
Ta nhận thấy:
Trong phản ứng thuận Trong phản ứng nghịch HCl là axit vì nhường ion H+ cho H2O Cl− là bazơ vì nhận ion H+ của H3O+ H2O là bazơ vì nhận ion H+ của HCl H3O+ là axit vì nhường ion H+ cho Cl− HCl được gọi là axit liên hợp của bazơ Cl− và H2O là base liên hợp của acid H3O+.
Như vậy: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một axit HA cho ion H+và một bazơ A, thì tạo một cặp Axit-Bazơ liên hợp: HA/A. Ngược lại, khi bazơ B nhận ion H+ thì nó cũng tạo 1 cặp axit - bazơ liên hợp: HB/B.
5. Độ mạnh của axit–bazơ
Một axit càng mạnh khi nó càng dễ cho ion H+
Thì: bazơ liên hợp của nó sẽ càng yếu vì càng khó nhận ion H+ và ngược lại.
Tuy nhiên, độ mạnh của một acid còn phụ thuộc vào khả năng nhận ion H+ của bazơ phản
ứng với nó. Như vậy độ mạnh của axit–bazơ có tính tương đối.
Thí dụ:
Trong dung dịch HCl thì H2O đóng vai trò một bazơ nhận ion H+, nhưng trong dung dịch NH3 thì H2O đóng vai trò một axit.
HCl + H2O (baz)→ H3O+ + Cl−
NH3 + H2O (acid) NH4+ + OH− Xét một cặp axit–bazơ liên hợp trong dung môi nước: HA + H2O H3O+ + A−
HA + H2O H3O+ + A− Hằng số phân ly của axit HA:
3 HA 2 [H O ] [A ] K [HA] [H O] + × − = × Hằng số axit ( Ka )của acid HA 3 a HA 2 [H O ] [A ] K K [H O] [HA] + × − = × = A− + H2O HA + OH− Hằng số phân ly của baz A−: A 2 [HA] [OH ] K [A ] [H O] − − − × = × Hằng số bazơ (Kb ) của baz A− b A 2 [HA] [OH ] K K [H O] [A ] − − − × = × = 3 a b 3 [H O ] [A ] [HA] [OH ] K K [H O ] [OH ] [HA] [A ] + − − + − − × × × × = = × × K x K = Ka b H O 2 = 10-14 Ta có:
Tích Ka và Kb của một cặp axit–bazơ liên hợp bằng tích số ion của nước.
Đặt:
pK = -lgKa a và pK = -lgKb b
Như vậy, đối với một cặp axit–bazơ liên hợp, ta luôn luôn có:
pK + pK = pK H O= 14
2
Hệ quả:
Đối với một axit: Ka càng lớn hay pKa càng nhỏ thì axit càng mạnh và bazơ liên hợp của nó càng yếu, và ngược lại.
Đối với một bazơ: Kb càng lớn hay pKb càng nhỏ thì bazơ càng mạnh và axit liên hợp của nó càng yếu, và ngược lại.
Hằng số axit Ka và hằng số bazơ Kb chỉ phụ thuộc vào bản chất của axit, bazơ và phụ thuộc vào nhiệt độ.
Người ta quy ước độ mạnh của axit–bazơ như sau: Tính axit Mạnh Trung bình Yếu Ka ≥ 10−1 10−5− 10−1 ≤ 10−5 pKa 1 1 − 5 ≥ 5 Tính bazơ Mạnh Trung bình Yếu Kb ≥ 10−1 10−5− 10−1 ≤ 10−5 pKb 1 1 − 5 ≥ 5 VI. BÀI TẬP
1. Hòa tan 100 gam CuSO4.5H2O vào 400 gam dung dịch CuSO4 4%. Tìm nồng độ phần trăm của dung dịch thu được.
2. Cần lấy bao nhiêu dung dịch H2SO4 74% (d = 1,664 g/ml) để pha chế 250 gam dung dịch H2SO4 20% ?
3. Xác định nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 12,2M ( d = 1,35 g/ml) và dung dịch HCl 8M ( d = 1,23 g/ml).
4. Hòa tan 25 gam CaCl2.6H2O trong 300ml nước. Dung dịch thu được có khối lượng riêng 1,08 g/ml. Tính nồng độ phần trăm và nồng độ mol/l của dung dịch.
5. Dung dịch axit CH3COOH 2,03M có d = 1,017 g/ml. Tìm nồng độ molan của dung dịch.
6. Dung dịch axit sunfuric 27% có d = 1,198 g/ml. Tìm nồng độ mol/l và nồng độ molan của dung dịch.
7. Cần trộn bao nhiêu ml dung dịch HCl 1M với bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,25M để thu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
được 1000ml dung dịch HCl 0,5M ? Giả thiết rằng khi pha trộn thể tích được bảo toàn.
8. Tìm khối lượng dung dịch KOH 7,93% cần thiết để khi hòa tan vào đó 47 gam K2O thu được dung dịch KOH 21%.
9. Tìm khối lượng SO3 và khối lượng dung dịch H2SO4 49% cần để pha chế 450 gam dung dịch H2SO4 83,3%.
10. Định đương lượng axit sunfuric trong phản ứng sau: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
Pha 49 gam H2SO4 nguyên chất thành 200 ml dung dịch. Xác định nồng độ đương lượng gam của dung dịch axit.
11. Natri cacbonat tham gia phản ứng:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
Cần lấy bao nhiêu gam Na2CO3.10H2O để pha chế 1 lit dung dịch Na2CO3 0,1N ?
12. Cần lấy bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 96% ( d = 1,84 g/ml) để pha chế thành 1 lít dung dịch H2SO4 0,5N ? ( cho biết đương lượng axit sunfuric là 49đvC)?
13. Trong dung dịch CH3COOH 0,043M, cứ 100 phân tử hòa tan chỉ có 2 phân tử phân li ra ion, tính độđiện li của axit CH3COOH.
14. Khi hòa tan hoàn toàn 0,01 mol một chất vào H2O để tạo thành dung dịch, trong đó chất tan có độđiện li α = 33,33%. Tính số phân tử chất tan bị phân li trong dung dịch.
15. Nhận diện các cặp axit – bazơ liên hợp trong từng phản ứng sau: a/ CH3COOH + CN- ⇋ CH3COO- + HCN b/ NH3 + H2PO4− ⇋ HPO42− + NH4+ c/ HCO3− + H2O ⇋ H2CO3 + OH- d/ H3O+ + OH- ⇋ 2H2O 16. Biết Ka (HCN) = 7,2.10-10, tính pKb(CN-). Biết Kb(NH3) = 1,8.10-5, tính pKa (NH4+).
TÓM TẮT CHƯƠNG 2
Để tổ chức seminar đạt hiệu quả tốt, trong chương này, chúng tôi đã nghiên cứu và thực hiện các công việc sau :
- Xây dựng các nguyên tắc lựa chọn nội dung seminar : Nội dung seminar phải gắn liền với mục tiêu dạy học; vấn đề đã hoặc đang tranh luận trong khoa học hay có tính thời sự; những vấn đề khó, cần sự hợp tác của tập thể; những vấn đề gần gũi, có nhiều ứng dụng và bài tập; vấn đề mà SV đã có những hiểu biết nhất định, có tài liệu tham khảo và phù hợp với trình độ SV ...
- Từ những nguyên tắc trên, chúng tôi đã lựa chọn các bài học phù hợp trong chương trình Hóa Đại cương để tổ chức seminar báo cáo, gồm các bài : bảng tuần hoàn, liên kết hóa học, trạng thái tập hợp chất và bài dung dịch.
- Cụ thể hóa những công việc mà GV cần thực hiện để chuẩn bị cho buổi học seminar :
+ Trong buổi học đầu tiên của môn học, giảng viên cần : Nhấn mạnh việc tiến hành seminar là bắt buộc; Nêu cách thức tiến hành; Giới thiệu một số bài báo cáo mẫu và nêu rõ các yêu cầu của một bài báo cáo; Nêu cách cho điểm seminar; Cung cấp cho SV hệ thống bài tập; Hướng dẫn SV chuẩn bị bài báo cáo seminar (Cách sử dụng phần mềm PowerPoint và các bước để hoàn thành một bài báo cáo có chất lượng) ...
+ Trước mỗi buổi học seminar, GV cần cung cấp hệ thống câu hỏi định hướng để người học chuẩn bị.
- Xây dựng qui trình tổ chức một buổi học seminar gồm 4 bước :
Bước 1 : Kiểm tra sự chuẩn bị của SV, nhắc lại mục đích và định hướng cho người tham gia.
Bước 2 : Công bố tiến trình seminar, danh sách và thứ tự những nhóm sẽ lần lượt báo cáo.
Bước 3 : Tiến hành seminar.
- Sau khi xây dựng các nguyên tắc lựa chọn nội dung, những công việc cần chuẩn bị, qui trình tổ chức một buổi học seminar, chúng tôi đã thiết kếđược 4 giáo án của 4 bài học có sử dụng phương pháp seminar, mỗi giáo án có cấu trúc như sau:
I. Mục tiêu dạy học II. Phương pháp III. Chuẩn bị IV. Thiết kế các hoạt động V. Nội dung bài học VI. Bài tập
Ở mỗi giáo án, chúng tôi đã xây dựng bộ câu hỏi định hướng giúp SV nghiên cứu nội dung bài học dễ dàng hơn.
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM
Xác định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp seminar đã sử dụng trong quá trình dạy học được thiết kế trong các bài lên lớp môn Hóa Đại cương ở trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tính khả thi : khả năng sử dụng phương pháp seminar trong điều kiện thực tế.
Tính hiệu quả :
-Kết quả học tập của SV được nâng lên (đánh giá qua điểm số bài kiểm tra) -SV hiểu sâu sắc kiến thức (đánh giá qua điểm số bài kiểm tra và phiếu thăm dò ý kiến SV)
-SV hứng thú với phương pháp dạy học của GV, nhiệt tình tham gia vào các hoạt động dạy học do GV tổ chức.
3.2. ĐỐI TƯỢNG THỰC NGHIỆM
Đối tượng thực nghiệm là SV năm thứ I trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng năm học 2010 - 2011.
Chúng tôi chọn 8 lớp làm thực ngiệm, chia thành 4 cặp TN – ĐC do chính tác giả giảng dạy bao gồm : Bảng 3.1. các lớp TN - ĐC STT Lớp Sĩ số 1 TN1 CĐĐCN10A 80 2 ĐC1 CĐĐCN10B 82 3 TN2 CĐĐTVT10C 104 4 ĐC2 CĐĐCN10C 87 5 TN3 CĐĐTVT10A 105 6 ĐC3 CĐ ÔTÔ10A 102 7 TN4 CĐĐTVT10B 105
8 ĐC4 CĐ ÔTÔ10C 103
3.3. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
Tiến hành dạy học môn Hóa Đại cương ở trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng với lớp thực nghiệm, giảng viên triển khai sử dụng pp seminar và lớp đối chứng không tổ chức seminar. Dựa trên kết quả thực nghiệm, đánh giá hiệu quả của việc sử dụng phương pháp seminar.
Chúng tôi tiến hành theo các bước sau đây :
Bước 1 : Chuẩn bị thực nghiệm
- Chọn lớp TN và lớp ĐC để so sánh có trình độ tương đương, thuộc cùng một loại hình đào tạo và học cùng giáo trình.
- Lập danh sách đề tài seminar sẽ thực hiện trong quá trình học môn Hóa đại cương ( phụ lục 1).
- Giới thiệu phương pháp dạy học GV sẽ sử dụng (tổ chức seminar) và hướng dẫn SV thực hiện các nhiệm vụ học tập.
- Thiết kế các bài lên lớp.
- Soạn đề kiểm tra trắc nghiệm khách quan trong đó có nhiều câu liên quan
đến nội dung seminar (Phụ lục 5).
- Soạn phiếu khảo sát ý kiến sinh viên về phương pháp seminar mà GV sử
dụng trong quá trình dạy học (Phụ lục 3).
Bước 2 : Tiến hành thực nghiệm
- Đối với lớp TN : GV dạy theo giáo án (bài lên lớp) TN, tổ chức seminar báo cáo theo kế hoạch.
- Đối với lớp ĐC : GV dạy theo giáo án không sử dụng phương pháp seminar. - Thời gian thực nghiệm : từ tháng10/2010 đến tháng 1/2011.
- GV cho 8 lớp làm cùng một bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan 60 phút. - Phát phiếu khảo sát ý kiến SV đểđánh giá kết quả thực nghiệm về mặt định tính.
Kết quả thực nghiệm được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học theo các bước sau: 1. Lập các bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích 2. Vẽđồ thị các đường lũy tích 3. Lập bảng tổng hợp phân loại kết quả học tập 4. Tính các tham số thống kê đặc trưng
• Trung bình cộng : đặc trưng cho sự tập trung của số liệu.
k 1 1 2 2 k k i i i=1 1 2 k n x + n x + ... + n x 1 x = = n x n + n +... + n n∑ ni: tần số của các giá trị xi
n: số HS tham gia thực nghiệm Nhóm nào có X lớn hơn thì có trình độ cao hơn.
• Phương sai S2 và độ lệch chuẩn S là các số đo độ phân tán của sự phân phối. S càng nhỏ số liệu càng ít phân tán. S2 = 2 i i n (x -x) n-1 ∑ và S = 2 i i n (x -x) n-1 ∑
• Hệ số biến thiên V: dùng để so sánh độ phân tán trong trường hợp 2 bảng phân phối có giá trị trung bình cộng khác nhau hoặc 2 mẫu có quy mô rất khác nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
S
V = .100% x
Nhóm nào có V nhỏ hơn thì nhóm đó có chất lượng đồng đều hơn. + Nếu V trong khoảng 0 – 10%: Độ dao động nhỏ.
+ Nếu V trong khoảng 10 – 30%: Độ dao động trung bình. + Nếu V trong khoảng 30 – 100%: Độ dao động lớn.
Với độ dao động nhỏ hoặc trung bình thì kết quả thu được đáng tin cậy, ngược lại với độ dao động lớn thì kết quả thu được không đáng tin cậy.
• Sai số tiêu chuẩn m: giá trị trung bình sẽ dao động trong khoảng x ± m
S m =
n