I. Phân tích sự hình thành và phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa khử trong chương trình hóa học phổ thông.
1. Vai trò, vị trí của phản ứng oxi hóa khử trong chương trình hóa học phổ thông.
2.2.1. Chương trình hóa học líp 10.
Hs được trang bị khái niệm soh [60 tr 89], khái niệm mở đầu bổ trợ, không thể thiếu cho pư oxh - k đã được chính thức nghiên cứu một cách hoàn chỉnh và tương đối đầy đủ.
Soh của một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử nếu giả định liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion. Với các khái niệm trong sách giáo khoa hs chỉ xác định được chất oxi hóa, chất khử ở một sè pư thấy rõ sự nhường (e) nh kim loại với ion kim loại, kim loại với phi kim, kim loại với axit. Sau khi nắm vững khái niệm soh thì hs hiểu và xác định chất oxi hóa, chất khử, quá trình oxi hóa, quá trình khử và pư oxh - k dễ dàng hơn, đúng bản chất hơn. Khái niệm soh tuy chỉ là giả định song có rất nhiều ý nghĩa
* Làm cho các em bước đầu hiểu cụ thể hơn các kiến thức oxh - khử nh: chất khử, chất oxh , sù khử, sù oxh và pư oxh - k.
* Dùa vào sự thay đổi soh hs phân biệt được pư oxh - k với các pư khác. * Giúp cho việc xác định khả năng oxi hóa, khả năng khử của một chất, một nguyên tố nhờ việc xác định soh của nguyên tố đó là cao nhất, thấp nhất, hay ở mức trung gian.
Trên cơ sở trang bị cho hs khái niệm soh, quy tắc tính soh[60 tr 90], chính là phương tiện giỳp cỏc em phát hiện ra pư oxh - k, phân biệt pư oxh - k với pư hóa học khác căn cứ có sự thay đổi soh của các nguyên tử nguyên tố trong pư hóa học (trước và sau pư ) ngoài ra nú cũn được áp dụng để xõy dựng pp cân bằng pư oxh - k “pp thăng bằng (e)”: mét pp cân bằng dựng riờng cho dạng pư oxh - k). Sau khi các em đã được trang bị những kiến thức nhất định về cấu tạo nguyên tử về liên kết hóa học. Trên cơ sở lý thuyết chủ đạo về cấu tạo chất, các kiến thức về pư oxh - k được trình bày một cách cơ bản, hiện đại, khái quát [60 tr 4→ 101]: ở đây cỏc cỏc khái niệm, định nghĩa được đưa ra một cách (tương đối) ngắn gọn và chính xác mà lại tổng quát (khác với líp 8: gắn với sự nhường, nhận oxi) đã nêu bật đựơc bản chất của một quá trình hóa học từ đó làm cho hs dễ hình dung, dễ nhớ và quan trọng là dạy
cho các em biết cách tư duy khoa học khi xem xét nghiên cứu một vấn đề khoa học (nói chung) mét pư hóa học (nói riêng) thì cần phải chỉ ra được đặc điểm riêng, dấu hiệu bản chất của vấn đề khoa học, pư hóa học đang nghiên cứu chứ không chỉ dừng lại ở những dấu hiệu hình thức (bên ngoài) của chúng.
* Chất khử (↔chất bị oxi hóa): Là chất nhường (e) hay là chất có soh tăng sau
pư
* Chất oxh (↔chất bị khử): Là chất nhận (e), hay là chất có soh giảm sau pư .
* Sự khử một chất là làm cho chất đó nhận (e) hay làm giảm soh của chất đó. * Sù oxh một chất là làm cho chất đó nhường (e) hay làm tăng soh của chất đó.
Và ở đây khái niệm pư oxh - k được đưa ra dưới dạng tổng quát nhất, cụ thể: “pư oxh - k là pư trong đó có sự chuyển (e) giữa các chất pư ”. (Hay là pư hóa học trong đó có sự thay đổi soh của một số nguyên tố)
4 Na0 + O0 2 → 2 Na+1 2O-2 (1) Fe0 + CuSO4 → Fe+2 SO4 + Cu0 (2) H0 2 + Cl0 2 → 2 H+1Cl-1 (3) 2 Fe+2Cl-1 2 + Cl0 2 → 2 Fe+3Cl-1 3 (4)
Qua ba pư đầu đã hình thành cho thấy rõ sự chuyển (e) từ nguyên tử sang nguyên tử (1), từ nguyên tử sang ion (2), không có sự chuyển (e) (3) mà gắn với sự thay đổi soh của các nguyờn tè. Nhưng trước hết ngay từ đầu chương trình đã cho hs nhí lại pư oxh - k gắn với kiến thức cũ (gắn với sự nhường nhận oxi ở líp 8). Tiếp đó xảy ra đồng thời sù oxh và sự khử trong mét pư, rồi đi đến bản chất là sự chuyển (e), sù thay đổi soh của các nguyên tố.
Có chăng sách giỏo khoa nên đưa thêm vớ dô (4) gắn với sự chuyển (e) từ ion sang nguyên tử.
SGK còng đưa ra trình tự rất cụ thể (nguyên tắc chung nhất) để lập pư oxh - k thứ tù 4 bước cân bằng: pp thăng bằng (e) (tổng sè (e) do chất khử nhường phải đúng bằng tổng sè (e) mà chất oxh nhận) [60 tr 104]. Ngoài ra còn giới thiệu thêm cho các em lập phương trình pư oxh- k theo pp soh [60 tr107].
Ngay sau khi đã trang bị cho hs kiến thức về pư oxh - k, sgk đã cho hs nghiên cứu đại diện hai nhóm nguyên tố [60 tr 113 →182] Với tính chất của của các đơn chất như: Cl2, O2 , S…(các phi kim điển hình), còng như các hợp chất của chúng đều chứa
đựng bản chất oxh - k) đặc biệt là H2SO4 (nhất là axit đặc) do vậy hầu hết các pư hóa học được đưa ra trong hai chương này chủ yếu là pư oxh - k (chủ yếu là vô cơ), có nhiều dạng khó và nêu một số dạng của pư oxh - k (như khái niệm pư tù oxi hoỏ - tự khử đồng thời có giải thích tính tẩy màu của Clo Èm, tính oxh mạnh của các hợp chất chứa oxi của Clo, bên cạnh đú cũn đề cập cả đến pư điện phân [60 tr 120,129,136]. Thông qua việc nghiên cứu tính chất của các nguyên tố, các hợp chất của chúng, kiến thức về pư thường xuyên được củng cố, mở rộng, nâng cao hơn khi tiếp cận với những đối tượng cụ thể, ngược lại nhờ kiến thức về pư oxh - k, nên hs sẽ hết sức thuận lợi khi tiếp thu kiến thức mới. Qua các Bài được xét trong chương trình hs sẽ được mở rộng thêm về các dạng pư oxh - k, không chỉ dừng lại ở pư oxh - k đơn giản (một chất khử và một chất oxi húa).
Tuy chương trình không đề cập đến khái niệm cặp oxh - k nhưng cũng tạo tiền đề bước đầu cho việc hình thành khái niệm này. (Trong các vớ dô những kim loại yếu, đứng sau (H) tác dụng H2SO4 đặc thu được SO2, còn những kim loại trung bình, mạnh, đứng trước (H)trong dãy thế điện cực ngoài thu được SO2, còn có thể S, H2S .
Qua phân tích nghiên cứu chương trình sgk hóa học líp 10 ban khoa học tự nhiên chúng tôi nhận thấy:
* Các kiến thức cơ bản về pư oxh - k đã được trang bị các kiến thức này đã nêu rõ bản chất của sù oxh - k.
* Đã trang bị cho hs kiến thức, về lập phương trình pư oxh - k theo pp thăng bằng (e) để hs tù nhận biết được pư oxh - k, cách cân bằng “pư oxh - k ”.
* Đã bước đầu hình thành ý tưởng cho hs về cặp oxh - k, pư oxh - k theo từng nấc, mức độ khả năng pư oxh - k tạo tiền đề cho các em có cơ sở nghiên cứu các phần tiếp theo được tốt hơn”.