Giáo án Hoá học 11 cánh diều Bài 3: pH của dung dịch, Chuẩn độ acid – base

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV hướng dẫn HS làm việc theo nhóm đôi, dựa vào các kiến thức đã học ở môn Khoa học tự nhiên 8, yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau:

+ Hãy nhắc lại khái niệm pH và ý nghĩa của thang pH.

- GV yêu cầu HS đọc thông tin trong SGK, tìm hiểu định nghĩa pH và biểu thức tính pH.

- GV nhận xét: Thông qua nồng độ ion H⁺ trong dung dịch có thể biết đó là môi trường acid hay base, cũng như mức độ acid, base của môi trường đó.

- GV đưa ra khái niệm pH và biểu thức tính pH.

- GV yêu cầu HS hoạt động theo nhóm tìm hiểu ví dụ 1 (SGK – tr21) để hiểu rõ hơn pH của dung dịch.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr21)

Câu hỏi 1 (SGK – tr21)

Giải thích vì sao nước nguyên chất có môi trường trung tính.

Câu hỏi 2 (SGK – tr21)

Giải thích vì sao khi thêm HCl vào nước nguyên chất thì dung dịch thu được có [H⁺] > 10^-7 M.

- GV yêu cầu HS hoạt động theo nhóm tìm hiểu ví dụ 2, 3 (SGK – tr22) và trình bày về pH của các dịch trong cơ thể với sức khỏe con người, pH của đất, nước tới sự phát triển của động thực vật,…

- GV giới thiệu ý nghĩa của pH trong thực tiễn.

- GV giới thiệu: Một số chất chẳng hạn như quỳ tím, phenolphathalein, methyl da cam,…có màu sắc khác nhau trong môi trường acid và môi trường base và chiếu bảng màu của một số chất chỉ thị acid – base trong môi trường acid và môi trường base (bảng 3.1) cho HS quan sát.

- GV đặt câu hỏi: Xác định pH bằng chỉ thị màu như thế nào?

- GV kết luận về xác định pH bằng chất chỉ thị.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, chăm chú nghe GV giảng bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

I. pH CỦA DUNG DỊCH. CHẤT CHỈ THỊ

1. pH của dung dịch

- pH là đại lượng đặc trưng cho mức độ acid/base của một dung dịch.

- Đại lượng pH được định nghĩa qua biểu thức sau:

pH = -lg[H⁺] hay [H⁺] = 10^-pH

- Giá trị pH càng nhỏ hơn 7, dung dịch có tính acid càng mạnh; giá trị pH càng lớn hơn 7, dung dịch có tính base càng mạnh.

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr21)

Nước điện li tạo ra đồng thời cả H⁺ và OH:

H₂O ⇌ H⁺ + OH^-

Tuy nhiên sự điện li này rất yếu. Ở 25 ^oC, nồng độ ion H⁺ và OH^- trong nước là vô cùng nhỏ: [H⁺] = [OH^-] = 10^-7 M. Vì vậy nước nguyên chất có môi trường trung tính.

*Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr21)

Nước điện li tạo ra đồng thời cả H⁺ và OH^-:

H₂O ⇌ H⁺ + OH^-

Ở 25⁰C, nồng độ ion H⁺ và OH^- trong nước là vô cùng nhỏ:

[H⁺] = [OH^-] = 10^-7 M.

Khi thêm HCl vào nước nguyên chất thì có thêm một lượng H⁺ từ acid (HCl → H⁺ + Cl^-) nên trong dung dịch có [H⁺] > [OH^-], do đó [H⁺] > 10^-7.

2. Ý nghĩa của pH trong thực tiễn

- Nhiều quá trình hóa học trong tự nhiên, sản xuất và cơ thể sống xảy ra trong dung dịch nước với sự có mặt của acid và base.

- Thông thường, các quá trình này diễn ra trong điều kiện ổn định về thành phần các chất và ion trong đó có nồng độ H⁺.

3. Xác định pH bằng chất chỉ thị

- Các chất chỉ thị acid – base như phenolphthalein, quỳ tím,…cho biết dung dịch có tính acid hay base.

- Để biết giá trị pH gần đúng của dung dịch, có thể sử dụng giấy chỉ thị pH (Hình 3.1).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 6 – 8 nhóm.

- GV tổ chức cho HS làm việc theo nhóm, nghiên cứu SGK và trả lời các câu hỏi sau:

+ Chuẩn độ dung dịch acid – base là gì?

+ Nêu nguyên tắc chuẩn độ.

- GV giới thiệu các định nghĩa chuẩn độ, nguyên tắc xác định nồng độ của dung dịch base mạnh (NaOH) bằng acid mạnh (HCl), chất chỉ thị dùng trong phép chuẩn độ xác định thời điểm để dừng chuẩn độ.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm, giới thiệu về cách tiến hành thí nghiệm và sử dụng dụng cụ trong phép chuẩn độ, chú ý HS cách đọc thể tích.

Bước 1: Burette (loại 25 ml) đã được đổ đầy đến vạch 0 bằng dung dịch NaOH.

Bước 2: Cho 10 ml dung dịch chuẩn HCl vào bình tam giác (loại 100ml), thêm 2 giọt chỉ thị phenolphthalein (loại 1% pha trong cồn).

Bước 3: Mở khóa burette để nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào bình tam giác, đồng thời lắc đều bình. Tiếp tục nhỏ dung dịch NaOH (vẫn duy trì lắc đều bình) tới khi dung dịch trong bình chuyển từ không màu sang màu hồng và bền trong ít nhất 20 giây thì kết thúc chuẩn độ. Ghi lại thêt tích dung dịch NaOH đã dùng.

- GV yêu cầu HS quan sát hiện tượng và viết phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình chuẩn độ NaOH bằng HCl, viết biểu thức tính nồng độ của dung dich NaOH khi biết nồng độ và thể tích của dung dịch HCl phản ứng với một thể tích NaOH.

- GV xác nhận kết quả thí nghiệm, hướng dẫn HS viết báo cáo thực hành.

- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Câu hỏi 3 và Luyện tập 4 (SGK – tr24)

Câu hỏi 3 (SGK – tr24)

II. CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH ACID VÀ BASE

- Trong hóa học, chuẩn độ là một phương pháp dùng để xác định nồng độ của một chất trong dung dịch bằng một dung dịch khác đã biết nồng độ.

- Về nguyên tắc, có thể xác định nồng độ của một dung dịch base mạnh bằng một dung dịch acid mạnh (hoặc ngược lại) đã biết trước nồng độ (thường gọi là dung dịch chuẩn) dựa theo phản ứng trung hòa: H⁺ + OH^-  H₂O.

*Thực hành

Tính nồng độ của dung dịch NaOH theo biểu thức:

*Trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr24)

- ;

Phương trình hoá học:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Theo phương trình hoá học ta có:

n_HCl = n_NaOH ⇒  ⇒ x = 2,5.

*Trả lời Luyện tập 4 (SGK – tr24)

- Trong thí nghiệm chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl, ta kết thúc chuẩn độ ngay khi dung dịch trong bình tam giác chuyển từ không màu sang hồng (bền trong ít nhất 20 giây) do đã đạt tới điểm tương đương.