SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
"KĨ THUẬT TÍNH PH CỦA DUNG DỊCH AXIT YẾU NHẰM
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
MÔN HÓA LỚP 11 TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 4"
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LỜI MỞ ĐẦU:
Như chúng ta đã biết Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm; Có rất nhiều
hiện tượng, quá trình biến đổi phức tạp đã và đang diễn ra trong tự nhiên, trong đời
sống sinh hoạt hàng ngày của con người... Chính vì thế mọi lí thuyết hóa học ra đời
nhằm mục đích lí giải cho những thực nghiệm đó.
Lí thuyết hóa học là phần kiết thức vô cùng rộng lớn nó bao gồm cả lí thuyết
định tính và lí thuyết định lượng.
Trong quá trình dạy và học môn hóa học ở trường trung học phổ thông, bài tập
định lượng là phần kiến thức hết sức quan trọng, nó được xếp trong hệ thống phương
pháp giảng dạy, phương pháp này được coi là một trong các phương pháp quan trọng
nhất để nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn. Bởi vì thông qua việc giải bài tập, giúp
học sinh nắm vững hơn lí thuyết định tính , hiểu rõ và sâu hơn bản chất vấn đề, từ đó
có cơ sở khoa học để giải thích các hiện tượng của các quá trình biến đổi hóa học xảy
ra trong tự nhiên. Ngoài ra việc giải bài tập còn giúp các em rèn luyện tính tích cực, trí
thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập, hơn thế nữa còn giúp các em
có niềm tin vào chân lí khoa học.
Giải bài tập hóa học là quan trọng. Nhưng theo tôi việc lựa chọn phương pháp
thích hợp để giải một bài tập lại càng có ý nghĩa quan trọng hơn. Vì mỗi bài tập có thể
có nhiều phương pháp giải khác nhau. Nếu chúng ta biết lựa chọn phương pháp hợp lý,
sẽ giúp học sinh dễ dàng hơn trong việc nắm vững bản chất của các hiện tượng hoá
học. Ngược lại việc lựa chọn phương pháp không thích hợp để giải một bài tập thì nó
sẽ gây cản trở, chậm trễ cho học sinh trong việc lĩnh hội kiến thức, làm giảm khả năng
tư duy và sáng tạo của các em.
Qua nhiều năm giảng dạy tôi nhận thấy rằng, khả năng xử lí và giải toán Hóa
học của các em học sinh còn nhiều hạn chế. Ví dụ như trong phần dung dịch chất điện
li có phần bài tập về pH rất hay và khó, nhất là pH của dung dịch axit yếu. Khi giải bài
tập về phần này hoc sinh thường hay lúng túng vì chưa nắm rõ bản chất của axit yếu
và cách xử lí một hệ cân bằng gồm nhiều quá trình thuận nghịch.
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ:
1. Thực trạng:
Hiện nay các bài tập về tính pH của dung dịch axit có rất nhiều tài liệu đã đề cập
đến nhưng chủ yếu xoay quanh bài toán tính pH của dung dịch axit mạnh. Có một số
tài liệu nâng cao củng đã đề cập đến bài toán tính pH của dung dịch axit yếu nhưng ở
mức độ đơn giản, chỉ dừng lại ở bài tập tính pH của dung dịch chứa một đơn axit yếu.
Hơn nữa phương pháp giải bài toán này chưa có sự thống nhất và tối ưu đang còn
mang tính ngẫu hứng ''Hiểu như thế nào, làm như thế ấy''.
Trong thực tế giảng dạy hiện nay của nhiều giáo viên thì cũng cho rằng đây là
một vấn đề khó trong kiến thức. Do đó không nên đào sâu tìm hiểu kĩ vấn đề. Khi dạy
phần này cho học sinh, các giáo viên chỉ giấy thiệu một số bài cơ bản, đơn lẻ không có
tính hệ thống và trang bị cho các em một vài thao tác giải đơn giản không mang tính
tổng quát. Chính vì thế các em học sinh sẽ gặp khó khăn, lúng túng và không phát huy
được tính tư duy, sáng tạo khi găp những bài toán mới, khó hơn.
Trong các kì thi hiện nay, đặc biệt là thi học sinh giỏi các cấp thể loại bài toán
pH của dung dịch axit yếu đang được khai thác nhiều hơn, phong phú hơn như: pH của
hỗn hợp axit yếu và axit mạnh, pH của hỗn hợp dung dịch đệm, pH của dung dịch hỗn
hợp các đơn axit yếu, pH của dung dịch đa axit yếu... Dẫn đến làm cho học sinh càng
trở nên lúng túng, hoang mang, chưa có định hướng rõ ràng để giải các bài tập dạng
này.
2. Kết quả, hiệu quả của thực trang trên:
Từ thực trạng trên, để giúp các em học sinh nắm được bản chất và có kĩ năng xử
lí thật tốt các bài tập pH của dung dịch axit yếu trong dung dịch các chất điện li tôi
quyết định thực hiện đề tài: “ Kĩ thuật tính pH của dung dịch axit yếu nhằm nâng
cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa lớp 11 trường THPT Hậu Lộc 4” .
Chắc chắn khi có được kĩ thuật tính pH các em sẽ tự tin, nắm vững bản chất vấn đề
hơn và có phương pháp thích hợp để giải quyết một bài toán. Thực sự đề tài này sẽ
mang đến cho học sinh một màu sắc hoàn toàn mới mẻ, một tư duy mang tính sáng
tạo. Tạo cho các em hứng thú, say mê hơn trong việc tìm tòi và nghiên cứu khoa học.
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. CÁC GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
Đối với bài tập pH của dung dịch axit yếu thì trước tiên học sinh phải nắm rõ
đươc khái niệm về pH, định luật bảo toàn nồng độ và định luật bảo toàn điện tích. Tiếp
theo là các em phải nắm vững bản chất của axit yếu là một chất điện li yếu, trong dung
dịch chúng tồn tại dưới dạng một quá trình thuận nghịch, khi cân bằng xác lập sẽ có
một giá trị pH xác định. Vấn đề càng trở nên phức tạp hơn đối với các em là khi trong
dung dịch có nhiều axit yếu hoặc đa axit yếu và liên quan đến cả sự phân li của nước.
Lúc đó pH xác định cho một hệ cân bằng gồm nhiều quá trình thuận nghịch.
Cuối cùng khi các em đã nắm vững được lí thuyết, bản chất của vấn đề thì việc
lựa chọn phương pháp thích hợp để giải quyết bài toán là một điều rất quan trọng. Nó
giúp các em hình thành được kĩ năng phân tích, định hướng và xử lí bài tập. Do đó, để
hình thành được kĩ năng tính pH của dung dịch axit yếu thì ngoài việc giúp học sinh
nắm được bản chất của vấn đề thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một hệ thống
phương pháp giải thích hơp.
Tùy thuộc vào quan điểm của mỗi người, có thể viết sự phân li của axit theo
thuyết A-rê-ni-ut hoặc Bron-Stêt. Theo tôi để đơn giản hóa trong cách trình bày mà
không ảnh hưởng đến kết quả nên viết sự phân li của axit theo thuyết A-rê-ni-ut.
Vì các bài tập thường sử dụng tính gần đúng nên dấu '' >> '' được coi là gấp từ
100 lần trở lên, nếu K < 10-3 thì coi [Chất]cân bằng �Cchất ban đầu.
Sau đây là chi tiết nội dung kĩ thuật tính pH của dung dịch axit yếu gồm phương
pháp giải các bài toán điển hình tính pH của dung dịch axit yếu, có ví dụ minh họa và
bài tập vận dụng.
Dạng 1: pH của dung dịch 1đơn axit yếu.
Bài toán: Tính pH của dung dịch axit HA C(M) với hằng số cân bằng Ka .
a) Phương pháp:
HA
H + + A- K a
H2O H+ + OH- KW
Ka=
�
H�
��
A �
�
�
�
�
HA
và KW = [H+][OH-] = 10-14
- Bảo toàn nồng ban đầu ta có :
-
C = [HA] + [A ] = [HA] +
K a � HA
�
H�
�
�
→ [HA] =
C ��
H�
�
�
Ka �
H�
�
�
(1)
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
[H+] = [A-] + [OH-] =
K a � HA
�
H �
�
�
+
Kw
→
�
H�
�
�
[H+] =
K a � HA K W
(2)
→ kết hợp (1) và (2) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu KaC >> KW thì bỏ qua cân bằng của H2O
(2) → [H+] =
K a � HA
- Một cách gần đúng có thể coi [HA]
(2) →[H+] =
�C
K a �C K W
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1M. Biết Ka = 10-4,75.
Bài giải:
- Nhận thấyKaC = 0,110-4,75 >> 10-14 → bỏ qua cân bằng của H2O
-áp dụng phương pháp ta có :
[CH3COOH] =
[H+] =
C ��
H�
�
�
=
0,1��
H�
�
�
(1)
4,75
Ka �
H�
�
H�
�
� 10
�
�
K a � HA
=
104,75 � CH 3COOH
(2)
Thay (1) vào (2) → [H+]2 + 10-4,75 [H+] - 0,110-4,75=0
Giải phương trình → [H+] = 1,3210-4,75M → pH = -lg(1,3210-4,75)= 4,63
- Một cách gần đúng coi [CH3COOH]
�0,1M
→ [H+] =
0,1�10 4,75 �1,3310-4,75M
→ pH = -lg(1,3310-4,75)= 4,63
Ví dụ 2: Tính pH và [NH4+] của dung dịch NH4Cl 10-4M. Biết
K NH =
4
10-9,24.
Bài giải:
- Nhận thấy
K NH C
4
= 10-410-9,24 = 10-13,24 �10-14
→ Tính cả cân bằng của H2O
NH4+ NH3
H2 O H +
+ H+
K NH =
4
10-9,24
+ OH- KW = 10-14
- Áp dụng phương pháp ta có:
K NH ��
NH 4 �
�
� K W
[H+] =
4
Một cách gần đúng coi [NH4+]
→ [H+] =
�C
= 10-4M
-7
109,24 �104 1014 �2,5910 M
→pH = -lg(2,5910-7) =6,58.
+
[NH4 ]=
C ��
H�
�
�
K NH
4
104 �2,59 �10 7
= 9,24
�
H�
2,59 �107
�
� 10
= 9,9710-5M
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tính pH của dung dịch HCOOH 0,1M. Biết KHCOOH= 1,78×10-4.
ĐS: pH=2,37
Bài 2: Tính pH của dung dịch HCN 10-4M. Biết KHCN= 10-9,35.
ĐS: pH= 6,63
Bài 3: Tính pH của dung dịch HNO2 10-1,7M. Biết
K HNO2
= 10-3,29.
ĐS: pH= 2,53
Bài 4: Tính pH của dung dịch thu được khi hòa tan 0,535 gam NH 4Cl vào 200ml H2O.
Biết K NH = 10-9,24.
4
ĐS: pH= 5,27
Dạng 2: pH của dung dịch gồm một đơn axit yếu và một axit mạnh.
Bài toán: Tính pH cuả dung dịch gồm axit yếu HA C(M) và axit mạnh HX b(M). Biết
HA có hằng số cân bằng Ka .
a) Phương pháp:
HX
→ H+ + X-
bM
→ bM
HA H+ + A- Ka
H2O H+ + OH- KW
- Thiết lập tương tự Dạng 1 ta có : [HA] =
C ��
H�
�
�
Ka �
H�
�
�
(1)
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
[H+] = [A-] + [OH-] + b =
K a � HA
�
H �
�
�
+
Kw
+
�
H�
�
�
b
→ [H+]2 - b [H+] - (Ka[HA] +KW)= 0 (2)
→ Kết hợp (1) và (2) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu KaC>>KW thì bỏ qua cân bằng của H2O
(2) →[H+]2 - b [H+] - Ka[HA] = 0
- Một cách gần đúng có thể coi [HA]
�C
(2) → [H+]2 - b [H+] - (KaC + KW)= 0 (giải phương trình bậc 2)
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1:Tính pH của dung dịch gồm HCOOH 0,1M và HCl 0,01M. Biết K HCOOH= 103,75
.
Bài giải:
- Nhận thấy KHCOOHC = 10-3,750,1= 10-4,75>> 10-14
→ bỏ qua cân bằng của H2O
HCl → H+ + Cl0,01M → 0,01M
HCOOH HCOO- + H+ KHCOOH= 10-3,75
-áp dụng phương pháp ta có :
[HCOOH] =
C ��
H�
�
�
=
0,1��
H�
�
�
(1)
3,75
K HCOOH �
H�
�
H�
�
� 10
�
�
[H+]2 - b [H+] - Ka[HA] = 0 → [H+]2 - 0,01 [H+] - 10-3,75[HCOOH] =0 (2)
+ 2
+
Thay (1) vào (2) → [H ] - 0,01 [H ] - 10
-3,75
0,1��
H�
�
�
=0
103,75 �
H�
�
�
→ [H+]2 +[H+](10-3,75-0,01)- 0,1110-3,75=0
Giải phương trình → [H+] = 0,0115M→ pH= -lg0,0115 = 1,939
- Một cách gần đúng coi [HCOOH] �C =0,1M
(2) → [H+]2 - 0,01 [H+] - 10-3,750,1=0
Giải phương trình → [H+] = 0,0115M→ pH = 1,939
Ví dụ 2:Tính pH và [NH4+] của dung dịch gồm NH4Cl 10-4M và HCl 10-3M. Biết
= 10-9,24.
Bài giải:
-Nhận thấy
K NH C
4
= 10-410-9,24 = 10-13,24 �10-14
→ Tính cả cân bằng của H2O
HCl → H+ + Cl10-3M → 10-3M
NH4+ NH3 + H+
K NH =
4
10-9,24
K NH
4
H2O H+
+ OH- KW = 10-14
-Áp dụng phương pháp ta có :
[H+]2 - 10-3 [H+] - ( K NH [NH4+] +KW)= 0
4
Một cách gần đúng coi [NH4+]
�C
= 10-4M
→ [H+]2 - 10-3 [H+] - (10-9,2410-4+10-14)= 0
Giải phương trình → [H+]
+
4
[NH ]=
�0,001M
C ��
H�
�
�
K NH
4
104 �0, 001
= 9,24 0, 001 =
�
H�
�
� 10
→ pH =-lg0,001 = 3
9,9910-5M
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1:Tính pH của dung dịch gồm HBr 10-1,3M và HCOOH 5×10-2M. Biết KHCOOH= 103,75
.
ĐS: pH= 1,29
Bài 2:Trộn 20ml dung dịch HCl 0,02M với 30ml dung dịch CH3COOH 0,15M. Tính
pH của dung dịch thu được và độ điện li của CH3COOH. Biết KCH COOH = 10-4,75.
3
ĐS: pH= 2,09; =0,212%
Bài 3:Tính pH của dung dịch gồm HCl 10-4M và HF 10-2M. Biết KHF = 6,8×10-4.
ĐS: pH= 2,65
Bài 4:Tính [NH3] và pH của dung dịch thu được khi thêm 50ml dung dịch HCl 2,1×10 3
M vào 100ml dung dịch NH3 6×10-4M. Biết K NH = 10-9,24.
4
ĐS: pH= 3,52; [NH3]= 7,67×10-9M
Dạng 3: pH của dung dịch gồm hai đơn axit yếu.
Bài toán: Tính pH của dung dịch gồm hai axit yếu HA C 1(M) và HB C2(M). Biết hằng
số cân bằng mỗi axit lần lượt là K a và K a .
1
a) Phương pháp:
2
HA H+ + AHB H+ + B-
K a1
K a2
(1)
(2)
H2O H+ + OH- KW (3)
- Thiết lập tương tự Dạng 1( từ biểu thức
C2).
ta có : [HA] =
C1 ��
H�
�
�
K a1 �
H�
�
�
(I) và [HB] =
K a1
,
K a2 và
bảo toàn nồng độ ban đầu C 1 ,
C2 ��
H�
�
�
(II)
K a2 �
H�
�
�
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
[H+] = [A-] + [B-] + [OH-] =
→ [H+] =
K a1 � HA
�
H �
�
�
K a1 � HA K a2 � HB KW
K a1 � HB
�
H �
�
�
KW
�
H�
�
�
(III)
→ Kết hợp (I) , (II) và (III) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu
K a1 �C1 � K a2 �C2
K a1 � HA K a2 � HB
(III) → [H+] =
- Nếu
K a1 �C1
>>
(III) → [H+] =
>> KW Chỉ xét cân bằng (1) , (2) bỏ qua cân bằng (3).
K a2 �C2 >>
KW Chỉ xét cân bằng (1) bỏ qua cân bằng (2), (3).
K a1 � HA
- Một cách gần đúng coi: [HA] �C1 và [HB] �C2
(III) →[H+] =
K a1 �C1 K a2 �C2 KW
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1:Tính pH, [CH3COOH], [CH3CH2COOH]của dung dịch gồm CH3COOH C1=
0,01M và CH3CH2COOH C2= 0,05M . Biết K a = KCH COOH = 10-4,75 và K a = KCH CH COOH =
10-4,89 .
1
3
2
3
2
Bài giải:
-Nhận thấy :
K a1 C1(=
10-6,75)
K a2 C2(=
10-6,19) >>
KW =
10-14
→ bỏ qua cân bằng của H2O
CH3COOH CH3COO- + H+
K a1
CH3CH2COOH CH3CH2COO-
K a2
-Áp dụng phương pháp ta có :
[H+] =
K a1 � CH 3COOH K a2 � CH 3CH 2COOH
Một cách gần đúng coi: [CH3COOH] C1 và [CH3CH2COOH] C2
→ [H+] =
104,75 �0, 01 10 4,89 �0, 05
9,06610-4M
→pH = -lg(9,06610-4) = 3,04.
Ta có : [CH3COOH] =
C1 ��
H�
�
�
0, 01�9, 066 �104
= 4,75 9, 066 �104
K a1 �
H�
�
� 10
[CH3CH2COOH] =
= 9,80710-3M
C2 ��
H�
�
�
0,05 �9, 066 �10 4
K a2 �
H � 104,89 9, 066 �104
=
� �
= 0,0493M
Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch gồm HCOOH C1= 0,1M và NH4Cl C2= 1M .Biết K a =
K HCOOH = 10-3,75 và K a = K NH = 10-9,24
1
1
4
Bài giải:
- Nhận thấy : K a C1(= 10-4,75) >>
1
K a2 C2(=
→ bỏ qua cân bằng của H2O và NH4+
Bài toán trở về giống Dạng 1
HCOOH HCOO- + H+
Áp dụng phương pháp ta có :
[H+] =
K a1 � HCOOH
K a1
10-9,24) >>
KW =
10-14
- Một cách gần đúng coi: [HCOOH] C1= 0,1M
→ [H+] =
103,75 �0,1
= 4,210-3M → pH=-lg(4,210-3)= 2,38
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tính pH của dung dịch gồm CH3COOH 0,01M và NH4Cl 0,1M. Biết
10-4,75, K NH = 10-9,24.
K CH 3COOH =
4
ĐS: pH= 3,38
Bài 2: Tính pH của dung dịch thu được khi trộn 3ml dung dịch HCOOH 0,03M với
6ml dung dịch CH3COOH 0,15M. Biết KHCOOH= 10-3,75, KCH COOH = 10-4,75.
3
ĐS: pH= 5,45
Bài 3:
6,8×10-4,
Tính pH của dung dịch gồm HF 0,1M và KHSO 4 0,01M. Biết KHF=
K HSO = 10-1,99.
4
ĐS: pH= 1,88
Bài 4:Tính pH của của dung dịch thu được khi trộn 50ml dung dịch CH 3COOH 2×102
M với 50ml dung dịch NaHSO4 2×10-3M. Biết KCH COOH = 10-4,75, K HSO = 10-1,99
3
4
ĐS: pH= 2,49
Bài 5: Trộn V1 ml dung dịch axit monocloaxetic 0,1M với V 2 ml dung dịch axit axetic
1M thu được 10ml dung dịch có pH= 2. Tính V 1 và V2. Biết K Cl CH COOH = 10-2,85,
K CH COOH = 10-4,75.
2
3
ĐS: V1= 2,22 ml; V2= 7,78 ml
Dạng 4: pH của dung dịch đa axit yếu.
Bài toán: Tính pH cua dung dich axit yếu yếu H nA C(M). Biết các hằng số cân bằng
từ K1 đến Kn .
a) Phương pháp:
H+ + Hn-1A- K1
(1)
Hn-1A- H+ + Hn-2A2- K2
(2)
HnA
......................................
......................................
......................................
HA(n-1)- H+ + An-
Kn
H+ + OH-
KW
H2O
K1=
K2 =
(n)
K1 � H n A
�
H�
��
H n 1 A �
�
�
�
�
H n 1 A �
→�
�
� �
H�
H n A
�
�
K1 �K 2 � H n A
�
H�
H n 2 A2 �
K 2 ��
H n 1 A �
�
���
�
� �
2
�
�
�
H
A
→
=
2
� n2
�
�
�
H
�
�
�
�
H
A
H
n
1
�
�
�
�
� �
Tương tự cho đến
�
An �
�
�=
K1 �K 2 �.... �K n � H n A
n
�
H�
�
�
- Bảo toàn nồng ban đầu ta có :
H n 1 A �
H n 2 A2 �
An �
C = H n A �
�
� �
�
� ..... �
�
�
=
�
�
K1 �K 2 �.... �K n �
K1
K1 �K 2
�
H
A
�
1
....
n �
2
n
�
�
H�
�
�
�
H
H
�
�
� �
� �
�
�
�
(I)
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
[H+]=
�
H n 1 A �
H n 2 A2 �
An �
OH �
�
� 2 ��
�
� ..... n ��
�
� �
�
�
�
�
K1 �K 2 �.... �K n � K W
K1
K1 �K 2
2
�
....
n
�
+ H � (II)
2
n
� �
�
H�
�
�
�
�
H
H
�
�
�
�
�
�
�
� � �
= H n A ��
�
→ Kết hợp (I) , (II) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu K1C >> K W → bỏ qua cân bằng của H2O
- Nếu K1>>K2 ,...,Kn Chỉ xét cân bằng (1), bỏ qua các cân bằng còn lại.
- Nếu K1 K2 ... Kn-1 >>Kn bỏ qua cân bằng (n) , xét các cân bằng còn lại
- Một cách gần đúng coi: [HnA] C
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1:Tính pH và [S2-] của dung dịch H2S 0,01M. Biết
10-7,
K a2 =
10-12,92.
10-1,52,
K a2 =
10-2,36,
K a1 =
Bài giải:
H2S H+ + HS-
K a1 =
10-7
(1)
HS- H+ + S2-
K a2 =
10-12,92
(2)
H2O H+ + OH- KW= 10-14
- Nhận thấy
K a1 C
(3)
= 10-9 >> KW và
K a1 >> K a2
Nên cân bằng (1) là chủ yếu.
- Áp dụng phương pháp ta có :
K1
a
[H ]= H 2 S ��H �→ [H+] = H 2 S �K a
+
1
� �
Một cách gần đúng coi: [H2S] C = 0,01M
→ [H+] =
0, 01�10 7
Ta có [S2-] =
= 10-4,5M → pH=-lg10-4,5 =4,5
K a1 �K a2 � H 2 S
107 �1012,92 �0, 01
=
109
=
2
�
H�
�
�
10-12,92M
Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch H4P2O7 0,01M. Biết
6,60 K
, a = 10-9,25.
K a1 =
4
Bài giải:
H4P2O7 H+ + H3P2O7-
K a1
= 10-1,52
H3P2O7- H+ + H2P2O72-
K a2 =
H2P2O72- H+ + HP2O73-
K a3 =10-6,60
HP2O73- H+ + P2O74- Nhận thấy
K a1 C
K a4
= 10-3,52 >>
10-2,36
= 10-9,25
KW
và
K a1
K a2 >> K a3 >> K a
4
K a3 =10-
→ Chỉ xét 2 cân bằng :
H4P2O7 H+ + H3P2O7-
K a1
H3P2O7- H+ + H2P2O72Do
K a1
= 10-1,52
K a2 =
10-2,36
= 10-1,52 < 10-3 nên không được coi [H4P2O7]0,01M
- Áp dụng phương pháp ta có:
K
K 1 K 2
a
a
a
C= [H4P2O7]× 1 [ H ] [ H ]2 (1)
1
K
a
[H+] = [H4P2O7]× [ H ]
Lấy
(1)
( 2)
→ [H+]3 +
1
2 K a1 K a 2
[ H ]2
K a1 ×[H+]2
(2)
+ ( K a × K a -C× K a )×[H+]- 2× K a × K a ×C =0
1
2
1
1
2
Thay số vào→ [H+]3 + 10-1,52×[H+]2 + (10-3,88- 10-3,52) ×[H+]- 2×10-5,88= 0
Giải phương trình → [H+]= 3,288×10-3M→ pH= -lg(3,288×10-3)= 2,483
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tính pH của dung dịch H2CO3 0,0001M. Biết
K a1 =10-6,35, K a2 =
10-10,33.
ĐS: pH= 5,175
Bài 2: Tính pH của dung dịch H2SO3 0,01M. Biết
K a1 =10-1,76, K a2 =
10-7,21.
ĐS: pH= 2,15
Bài 3: Tính [HC2O4-], [C2O42-] và pH của dung dich axit oxalic H 2C2O4 0,1M. Biết
=10-7,02, K a = 10-12,9.
2
ĐS: [HC2O4-]=5,2×10-2M, [C2O42-]= 5,35×10-5M,
pH= 1,28
K a1
Bài 4: Tính pH của dung dịch H3PO4 0,1M .Biết
K a1 =
10-2,23,
K a2 =
10-7,26,
K a3 =10-12,32
ĐS: pH= 1,67
II. KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT.
1. Kết quả nghiên cứu :
Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi tôi đã mạnh dạn đưa kĩ thuật tính pH
của dung dịch axit yếu vào so sánh, đối chứng bằng cách áp dụng đề tài và không áp
dụng đề tài đối với hai nhóm học sinh có lực học ngang nhau trong ba năm học: 20102011; 2011-2012 và 2012-2013. Kết quả thu được sau khi tiến hành kiểm tra nội dung
này được ghi ở bảng sau: (Phần đánh dấu ‘+’ là áp dụng đề tài).
- Năm học 2010 – 2011:
Nhóm
Sĩ Áp
Giỏi
số dụng
SL %
đề
tài
Khá
SL
%
Trung bình
Yếu
SL
SL
%
%
Nhóm I 16 +
7
43,75 7
43,75 2
12,50 0
0.00
NhómII 16
2
12,50 4
25,00 8
50,00 2
12,50
- Năm học 2011 – 2012 :
Nhóm
Sĩ Áp
Giỏi
số dụng
SL %
đề
tài
Khá
SL
%
Trung bình
Yếu
SL
%
SL
%
Nhóm I 18 +
9
50,00 8
44,44 1
5,56
0
0,00
NhómII 18
4
22,22 5
27,78 8
44,44 1
5,56
- Năm học 2012 – 2013 :
Nhóm
Sĩ Áp
Giỏi
số dụng
SL %
đề
tài
Khá
SL
%
Trung bình
Yếu
SL
%
SL
%
Nhóm I 15 +
8
53,33 6
40,00 1
6,67
0
0,00
NhómII 15
3
20,00 4
26,67 7
46,67 1
6,66
Qua bảng kết quả tác động theo nhóm của 3 năm học cho thấy ban đầu các nhóm
tiến hành khảo sát với lực học ngang nhau nhưng nhóm không được áp dụng đề tài số
học sinh đạt điểm khá, giỏi ít hơn còn nhóm nào được áp dụng đề tài thì kết quả nâng
lên rõ rệt. Có được kết quả này là do học sinh đã nắm vững được bản chất của vấn đề
và có phương pháp thích hợp để giải toán (đơn giản từ một hệ cân bằng chỉ có một quá
trình thuận nghịch cho đến phức tạp hơn một hệ cân bằng gồm nhiều quá trình thuận
nghịch). Đặc biệt là các em học sinh đã có định hướng đúng đắn, hình thành được kĩ
năng giải bài tập một cách thành thạo. Các em không còn thấy lúng túng, hoang mang
khi gặp các bài tập dạng này mà ngược lại còn hứng thú hơn, say mê hơn.
2. Kiến nghị, đề xuất :
Để chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi ngày càng được nâng cao tôi xin đề
xuất một số vấn đề sau:
- Đối với giáo viên: Phải luôn trau dồi kiến thức bằng cách thường xuyên tự học,
tự bồi dưỡng, cập nhật và tham khảo nhiều tài liệu mới hơn, luôn học tập các đồng
nghiệp để không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm cho bản
thân. Cần đổi mới nhiều hơn nữa trong phương pháp dạy học đặc biệt là lấy người học
làm trung tâm, kết hợp với một số phương pháp và phương tiện dạy học hiện đại hiện
như khăn phủ bàn, sơ đồ tư duy, công nghệ thông tin...
- Đối với học sinh : Do Hóa học là môn khoa học thực nghiệm nên trước tiên
yêu cầu các em cần nắm được bản chất, hiện tượng của các quá trình biến đổi hóa học
rồi sau đó mới dùng phương pháp vào giải toán. Có như vậy các em mới nắm chắc
được vấn đề. Bài tập pH của dung dịch axit yếu là bài tập khó nên yêu cầu các em phải
làm thường xuyên, tìm tòi các tài liệu lên quan để rèn luyện.
- Từ dạng bài tập này chúng ta có thể mở rộng thêm nhiều dạng bài tập tương tự
như : pH của dung dịch đệm (Axit và bazơ liên hợp), pH của dung dịch đơn bazơ yếu,
pH của dung dịch đa bazơ yếu … Nhưng trong khuôn khổ có giới hạn của đề tài không
cho phép tôi làm được điều đó.
- Nội dung đề tài này không chỉ dừng lại với đối tượng HSG lớp 11 mà còn mở
rộng cho HSG giải toán trên máy tính cầm tay lớp 12.
C. KẾT LUẬN
Trên đây là toàn bộ nội dung “ Kĩ thuật tính pH của dung dịch axit yếu nhằm
nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa lớp 11 trường THPT Hậu
Lộc4”. Tôi hi vọng đề tài này là tài liệu bổ ích dành cho giáo viên và học sinh, đặc biệt
là trong quá trình bồi dưỡng và ôn luyện học sinh giỏi.
Tuy nhiên đây chỉ là một phần kiến thức trong chương trình hóa học phổ thông
nhưng lại là vấn đề khó và sử dụng nhiều trong các kì thi đặc biệt là thi học sinh giỏi.
Chính vì vậy theo tôi đề tài này rất quan trọng và thiết thực giúp cho các em học sinh
và các thầy cô có cái nhìn tổng quát và sâu sắc hơn. Các phương pháp giải và bài tập
trong đề tài rất tổng quát, dễ hiểu giúp các em dễ dàng chiếm lĩnh được kiến thức, mặc
dù lúc đầu các em thấy khó và lúng túng. Ngoài ra còn rèn luyện cho các em rất nhiều
kĩ năng như kĩ năng tính toán, kĩ năng so sánh, kĩ năng tư duy...
Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài, nhưng do kinh nghiệm
giảng dạy chưa nhiều nên không thể tránh được các thiếu sót rất mong được sự đóng
góp ý kiến của các thầy cô trong tổ chuyên môn và trong hội đồng khoa học nhà
trường, các bạn đồng nghiệp trong trường để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn !
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn !
MỤC LỤC
A. ĐẶT VẤN ĐỀ..................................................................................................1
I. LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................1
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................................1
1. Thực trạng..........................................................................................................1
2. Kết quả, hiệu quả của thực trang trên................................................................2
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ...................................................................................2
I. CÁC BIỆN PHÁP ĐỂ TỔ CHỨC THỰC HIỆN..............................................2
Dạng 1: pH của dung dịch 1đơn axit yếu..............................................................3
Dạng 2: pH của dung dịch gồm một đơn axit yếu và một axit mạnh....................4
Dạng 3: pH của dung dịch gồm hai đơn axit yếu..................................................6
Dạng 4: pH của dung dịch đa axit yếu..................................................................8
II. KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT........................................................10
1. Kết quả nghiên cứu..........................................................................................10
2. Kiến nghị, đề xuất............................................................................................12
C. KẾT LUẬN.....................................................................................................12
- Xem thêm -