PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường. Môn Hoá học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực. Do đó giáo viên bộ môn Hoá học cần hình thành ở các em những kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập, làm việc khoa học là nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, có những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội. Thông qua học tập bộ môn Hóa học HS được tìm hiểu các kiến thức về cấu tạo, phân loại, tính chất và ứng dụng của chất. Trong phần tính chất cơ bản của các chất thì có sự xuất hiện của các phản ứng hoá học và kéo theo nó là các phương trình hoá học xuất hiện. Việc cân bằng các phương trình hoá học là một việc rất cần thiết để HS có thể giải các bài toán hoá học. Khi nói đến môn Hoá học ở trường trung học cơ sở, đa phần học sinh đều cho rằng đây là một môn học khó, bởi lẽ vấn đề lí thuyết thì HS 1 có thể học thuộc nhưng khi liên quan đến bài tập là va chạm đến các con số thì những học sinh yếu kém về môn toán sẽ rất dễ nản chí và không muốn học. Bài tập dạng cân bằng phương trình hóa học là một trong những dạng bài tập quan trọng vì hầu hết các bài toán trong hóa học đều liên quan đến phương trình hóa học, đều sử dụng phương trình hóa học để tính toán các số liệu liên quan. Do đó nếu cân bằng phương trình sai sẽ dẫn tới kết quả bài toán sai. Trong khi đó phương trình hóa học thì có nhiều loại cho nhiều chất cụ thể, nhất là trong các phản ứng có nhiều chất tham gia, nhiều sản phẩm. Vì vậy để cân bằng sao cho đúng và nhanh một phương trình hóa học là cả một vấn đề khó đối với học sinh. Giáo viên cần truyền đạt kiến thức như thế nào để HS có thể tự cân bằng được phương trình, phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo mà vẫn gây được hứng thú học tập cho học sinh là điều tôi luôn quan tâm. Xuất phát từ những lý do trên cùng với suy nghĩ làm thế nào giúp HS cân bằng đúng và nhanh các phương trình hóa học, tạo tiền đề cho việc phát triển tư duy của các em ở cấp cao hơn tôi mạnh dạn đưa ra một 2 số phương pháp giúp HS cân bằng các phương trình hóa học ở cấp THCS. PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. Cơ sở lý luận: Trong Hoá học có nhiều chất, nhiều phản ứng xảy ra theo các cơ chế và các dạng khác nhau. Nhưng xét về nguyên tắc chung để cân bằng một phương trình hoá học thì phải làm sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phương trình trước và sau phản ứng phải bằng nhau. Đối với phản ứng đơn giản chỉ có 1 hoặc 2 chất phản ứng và chỉ tạo ra 1 hay 2 sản phẩm thì việc cân bằng phương trình còn dễ. Nhưng khi gặp phải những loại phản ứng mà có nhiều chất phản ứng và sản phẩm thì học sinh không dễ gì cân bằng. Mặt khác trong chương trình Hóa học THCS, các phương trình khó này chủ yếu là các phản ứng oxi hóa - khử chương trình hóa học 8 học sinh không học mà chỉ được giới thiệu và làm quen một cách sơ đẳng ở chương trình hóa học lớp 9. Vì vậy trong phạm vi của đề tài ngoài những cách cân bằng các phương trình đơn giản tôi có 3 trình bày thêm kinh nghiệm bồi dưỡng cân bằng một số dạng phương trình phản ứng oxi hóa – khử giúp học sinh khá, giỏi có thể cân bằng phương trình một cách dễ dàng hơn khi áp dụng vào giải các bài tập sau này. Nội dung được xếp theo 5 dạng, mỗi dạng đều có nguyên tắc áp dụng, các bước tiến hành và ví dụ cụ thể. II. Thực trạng: Hiện nay đại đa số khi học sinh học môn Hóa và đặc biệt làm quen với các phương trình, viết các phương trình hóa học còn nhiều bỡ ngỡ, chưa định hình cách cân bằng phương trình hóa học, không biết cách đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố, chưa biết chọn hệ số và viết ở vị trí nào, chỉ có một số học sinh khá giỏi thì cân bằng được nhưng chưa nhanh. Số học sinh còn lại thì chậm và chưa biết cách cân bằng, điều đó đã làm cho các em chán nản chưa chú ý trong học tập. Trong khi đó đặc trưng của môn Hóa học là giải bài tập thường liên quan đến phương trình hóa học, viết phương trình không đúng dẫn đến kết quả bài toán sẽ sai hoàn toàn. Chính vì vậy mà trong các bài học giáo viên lại phải hướng dẫn học sinh viết phương trình, cân bằng phương trình. Điều đó rất mất thời gian khi giải các bài tập hóa học. 4 Qua khảo sát khi cho học sinh lớp 8 làm bài tập về cân bằng phương trình hóa học qua từng năm học tôi thấy kết quả còn thấp, cụ thể: Năm học Sĩ số Cân bằng nhanh Biết cân bằng Không biết cân bằng SL % SL % SL % 2009 -2010 44 0 0 15 34,1 29 65,9 2010 -2011 20 0 0 8 40 12 60 2011 -2012 21 0 0 7 33,3 14 66,7 2012 - 2013 22 0 0 6 27,3 16 72,7 Bản thân tôi là một giáo viên trẻ được phân công công tác tại trường THCS Thành Lâm, một trường học vùng cao, với điều kiện còn nhiều khó khăn, thiếu trang thiết bị, không có phòng học bộ môn; đồng thời tất cả học sinh là dân tộc thiểu số với trình độ còn hạn chế, năng lực tư duy chưa cao và sự đầu tư cho học tập của đại đa số gia đình là không có. Vì vậy trong quá trình giảng dạy và học tập gặp rất nhiều khó khăn đặc biệt là với bộ môn thực nghiệm như môn Hóa. Tuy nhiên bản thân tôi luôn trăn trở để tìm ra những hướng đi, cách giải quyết vấn đề sao cho ngắn gọn, dễ hiểu và dễ nhớ. Trong sáng kiến này tôi xin trình bày những kinh nghiệm của bản thân trong quá trình giảng dạy nội dung cân bằng phương trình hóa học III. Nội dung: 5 1. Giải pháp thực hiện: 1.1. Đối với học sinh: Để làm được bài toán cân bằng phương trình hóa học thì học sinh phải biết các nguyên tắc cân bằng phương trình; biết đếm số nguyên tử trước, sau phản ứng; biết lựa chon hệ số và biết viết hệ số đúng vị trí. Để làm được những điều đó đòi hỏi HS phải có phương pháp kết hợp với tăng cường làm bài tập để hình thành kĩ năng trong cân bằng phương trình hóa học. 1.2. Đối với giáo viên: Bản thân giáo viên phải có sự đầu tư để tìm ra phương pháp phù hợp. Đồng thời trong quá trình giảng dạy giáo viên phải phân loại các đối tượng học sinh để từ đó có những dạng bài tập cụ thể cho từng đối tượng. Đối với học sinh khá, giỏi giáo viên có thể giảng dạy những bài tập nâng cao đòi hỏi học sinh phải vận dụng tối đa khả năng tư duy của mình. Riêng với học sinh còn lại có thể dạy kĩ hơn và đưa ra những bài tập phù hợp với trình độ học sinh để các em tiếp thu kiến thức được thuận lợi, giảm bớt tâm lý ngại học Hóa. Đồng thời thường xuyên củng cố, kiểm tra kiến thức giúp các em ghi nhớ bài học tốt hơn và để đánh 6 giá kịp thời khả năng nhận thức của học sinh, từ đó để kịp thời điều chỉnh. 2. Biện pháp thực hiện: 2.1. Cách tính số nguyên tử mỗi nguyên tố: Một thao tác rất quan trọng, không thể thiếu khi cân bằng phương trình hóa học là phải đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố trước, trong và sau quá trình cân bằng phương trình. Tuy nhiên không dễ để đếm đúng nếu không biết cách, đặc biệt khi nguyên tố nằm trong nhiều chất. Vì vậy GV cần hướng dẫn tỉ mỉ cho HS cách đếm: - Nếu nguyên tố nằm trong 1 chất thì lấy hệ số nhân với chỉ số của nguyên tố đó trong công thức hóa học của chất. - Nếu nguyên tố nằm trong nhiều chất thì ta tính số lượng nguyên tử của nguyên tố đó trong từng chất rồi cộng lại. Ví dụ: Cho phản ứng: NaOH + CO 2 Na 2 CO 3 + H 2 O Trước phản ứng Sau phản ứng 1.1 = 1Na 1.2 = 2Na 1.1 = 1H 1.2 = 2H 1.1 + 1.2 = 3O 1.3 + 1.1 = 4O 2.2. Các nguyên tắc cơ bản khi cân bằng PTHH: 7 Để HS cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh, khi giảng dạy người GV phải lưu ý HS tuân theo một số nguyên tắc cơ bản sau: - Trong phương trình hóa học số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng phải bằng nhau. - Khi cân bằng phương trình hóa học, tuyệt đối không thay đổi chỉ số trong công thức hóa học đã viết đúng mà chỉ được thêm phần hệ số. 2.3. Một số chú ý khi viết và cân bằng PTHH: - Khi viết hệ số phải viết ngang bằng với CTHH - Trong nhiều trường hợp, nếu trong công thức có nhóm nguyên tử thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng - Trong trường hợp khi cân bằng gặp hệ số là phân số thì phải khử mẫu của hệ số để được hệ số là các số nguyên. - Sau khi cân bằng xong phải kiểm tra lại bằng cách đếm số nguyên tử trước và sau phản ứng xem số nguyên tử của cùng một nguyên tố trước và sau phản ứng có bằng nhau không. Nếu bằng thì phương trình cân bằng đúng, ngược lại thì phương trình cân bằng sai do đó phải cân bằng lại 8 2.4. Các phương pháp cân bằng PTHH áp dụng trong khung chương trình THCS: Dạng 1: Cân bằng PTHH bằng phương pháp "Nguyên tố trung tâm’’ * Các bước tiến hành: Bước 1: Chọn nguyên tố trung tâm là nguyên tố có số lượng nguyên tử nhiều nhất. Bước 2: Cân bằng nguyên tố trung tâm bằng cách đưa hệ số là số nguyên hay phân số vào trước công thức chứa nguyên tố trung tâm Bước 3: Từ đó cân bằng các nguyên tố còn lại tương tự như trên sao cho số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế của phương trình bằng nhau Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu (nếu cần) * Các ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau : Al + O 2 Al 2 O 3 Hướng dẫn giải: Bước 1: Ta thấy sau phản ứng có 2Al, 3O mà trước phản ứng chỉ có 1Al, 2O. Do đó chọn Oxi là nguyên tố trung tâm 9 t o Bước 2: Cân bằng nguyên tố Oxi bằng cách thêm hệ số 2 3 vào trước O 2 Al + 2 3 O 2 Al 2 O 3 Bước 3: Lúc này trước phản ứng có 1Al, sau phản ứng có 2Al. Do đó ta cân bằng Al bằng cách thêm hệ số 2 vào truớc Al. 2Al + 2 3 O 2 Al 2 O 3 Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu, ta được PTHH: 4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: NH 3 + O 2 NO + H 2 O Hướng dẫn giải: Bước 1: Ta thấy số nguyên tử H là nhiều nhất: trước phản ứng có 3H, sau phản ứng có 2H. Do đó chọn Hidro là nguyên tố trung tâm Bước 2: Cân bằng Hidro bằng cách thêm hệ số 2 3 trước H 2 O. 10 t o t o t o t 0 t o [...]... nghiên cứu: Sau khi hướng dẫn học sinh cân bằng với các phương pháp tôi đã trình bày, học sinh đã biết cách cân bằng và cân bằng nhanh được các dạng phương trình hóa học trong SGK, sách nâng cao, chất lượng bài 35 kiểm tra được cải thiện Cụ thể sau khi cho HS lớp 8 và 9 làm kiểm tra giữa học kỳ II về cân bằng phương trình hóa học, kết quả thu được như sau: Cân bằng Năm học Lớp 8 9 8 2010 -2011 9 8 2011... Dạng 2: Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp “Chẵn- Lẻ” Dạng này sử dụng để hướng dẫn học sinh cân bằng các phương trình phản ứng có ở SGK là hiệu quả nhất * Các bước tiến hành Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên tử trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ Bước 2: Đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là số lẻ để... Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “Đại số Với các phương trình phức tạp có nhiều chất phản ứng hay sản phẩm rất khó để áp dụng 3 cách cân bằng trên, do đó giáo viên có thể hướng dẫn HS khá, giỏi cách cân bằng theo phương pháp đại số * Các bước tiến hành: Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, lần lượt vào các công thức ở 2 vế của phương trình phản ứng Bước 2: Thiết lập các phương trình. .. hiệu số trên Bước 4: Lấy BCNN chia cho từng hiệu số trên để tìm ra hệ số hợp thức Lấy hệ số hợp thức đặt trước phân tử có chứa nguyên tử mà hiệu số hóa trị của nó nhân với hệ số hợp thức bằng BCNN Bước 5: Sau đó hoàn thành phương trình phản ứng theo các bước sau: - Cân bằng kim loại hoặc phi kim - Cân bằng số nguyên tử Hidro (nếu có) Bước 6: Kiểm tra bằng cách đếm số nguyên tử Oxi ở 2 vế, nếu không bằng. .. Các bước giải: Bước 1: Coi hệ số của các hợp chất hữu cơ bằng 1 Bước 2: Cân bằng các nguyên tố theo thứ tự: cân bằng số nguyên tử C đầu tiên, đến nguyên tử H, N …và cuối cùng là cân bằng nguyên tử Oxi Bước 3: Khử mẫu các hệ số (nếu cần) để được phương trình hoàn chỉnh Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứngto sau: C2H6 + O2 CO2 + H2O Hướng dẫn giải 16 Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C 2H6 là 1 Vậy trước phản... 4.1 = 24O Do số nguyên tử Oxi trước và sau phản ứng bằng nhau nên phương trình hóa học đã cân bằng * Lưu ý: GV có thể hướng dẫn HS nhẩm nhanh theo sơ đồ sau: 0 Cu II 0–2= -2 V ×3 BCNN(2,3) = 6 II 5–2= 3 N Cu N ×2 Từ đó HS đưa các hệ số lần lượt vào để cân bằng các nguyên tố lần lượt: Cu, N, H sau đó kiểm tra lại phương trình Ví dụ 2: Cân bằng phương trình: o t Al + H2SO4(đ) Al2(SO4)3 + SO2 + H2O SO2 +... + SO2 SO2 Dạng 5: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “nguyên tố thay đổi hóa trị” 27 Ở dạng 4 ta có thể giải quyết tạm thời về vấn đề cân bằng nhưng nhược điểm của phương pháp này là việc lập và giải hệ phương trình toán học tương đối phức tạp (đặc biệt là HS lớp 8) Để khắc phục nhược điểm này thì GV giới thiệu thêm cho HS dạng 5 này Tuy nhiên về bản chất thì phương pháp này áp dụng cho... hợp số ẩn nhiều hơn số phương trình chứa ẩn thì phải chọn giá trị cụ thể cho một ẩn nào đó sao cho dễ giải hệ phương trình nhất 24 * Các ví dụ cụ thể: Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Cu + H 2SO4(đ) CuSO 4 + SO 2 + H2O Hướng dẫn giải Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, … lần lượt vào các công thức ở 2 vế của phương trình phản ứng aCu + bH2SO4 cCuSO4 + dSO2 + eH2O Bước 2: Lập hệ phương trình. .. 1: Đầu tiên coi hệ số của C 2H4 là 1 Vậy trước phản ứng có 2C, 4H; sau phản ứng có 1C, 2H 17 Bước 2: Thêm hệ số 2 trướco CO 2, hệ số 2 trước H2O để cân bằng C t và H C2H4, + O2 2CO2 + 2H2O Khi đó sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 2.1) = 6O và 0 trước phản ứng là 2O, do đó cân tbằng Oxi bằng cách thêm hệ số 3 trước O2 ta được phương trình: C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ªTừ phương trình này GV có thể... mà hệ số của C2H6O là 1 nên tại đây luôn chỉ có 1O Do đó tìm hệ t0 số của O2 bằng cách thực hiện phép tính sau: 7 −1 = 3 2 Thêm hệ số 3 trước O2 ta được phương trình hoàn chỉnh: 2CO2 + C 2H6O + 3O 2 3H2O ª Từ VD này GV có thể triển khai một số chất tương tự (phân tử gồm C, H, O) như: C3H8O3 , C2H6O2 , C2H4O2 sau đó tổng quát lên là CxHyOz để rèn luyện khả năng cân bằng phương trình của học sinh Ví . cách cân bằng các phương trình đơn giản tôi có 3 trình bày thêm kinh nghiệm bồi dưỡng cân bằng một số dạng phương trình phản ứng oxi hóa – khử giúp học sinh khá, giỏi có thể cân bằng phương trình. có bằng nhau không. Nếu bằng thì phương trình cân bằng đúng, ngược lại thì phương trình cân bằng sai do đó phải cân bằng lại 8 2.4. Các phương pháp cân bằng PTHH áp dụng trong khung chương trình. hoá học và kéo theo nó là các phương trình hoá học xuất hiện. Việc cân bằng các phương trình hoá học là một việc rất cần thiết để HS có thể giải các bài toán hoá học. Khi nói đến môn Hoá học