Giáo án NLS Hoá học 11 kết nối Bài 2: Cân bằng trong dung dịch nước

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Chất điện li

Chất điện li và chất không điện li

- GV giới thiệu cho HS: Thí nghiệm phân biệt chất điện li và chất không điện li và kết quả thí nghiệm

- GV cho HS: Thảo luận trả lời CH hoạt động mục I.2a SGK trang 17: Kết quả thử tính dẫn điện với các dung dịch hydrochloric acid (HCl), sodium hydroxide (NaOH), saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁), ethanol (C₂H₅OH) được trình bày trong bảng dưới đây. 

Hãy hoàn thành các thông tin còn thiếu trong bảng vào vở:

- GV kết luận và đưa ra định nghĩa chất điện li, chất không điện li, hướng dẫn HS viết phương trình điện li

- GV lưu ý HS: Trong phương trình điện li cần cân bằng về điện tích

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận theo nhóm, đọc SGK, thảo luận trả lời CH hoạt động mục I.2a SGK trang 17 – 18. 

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

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

- Đại diện HS trả lời CH hoạt động mục I.2a SGK trang 17 – 18. 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về sự phân biệt chất điện li, chất không điện li, cách viết phương trình chất điện li. 

2. Chất điện li

a) Chất điện li và chất không điện li

Trả lời CH hoạt động mục I.2 SGK trang 17: 

Kết luận:

- Các acid, base, muối khi hòa tan trong nước phân li ra các ion nên chúng là chất điện li. 

- Nước tinh khiết, đường và ethanol trong nước không phân li ra các ion nên chúng là chất không điện li

- Cách viết phương trình điện li:

Acid H⁺ + anion gốc acid

Base cation kim loại/ + OH^-

Muối cation kim loại/ + anion gốc acid

Ví dụ: Na₂CO₃ 2Na⁺ + C

         H₂SO₄ 2H⁺ + S

        Ba(OH)₂ Ba²⁺ + 2OH^-

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS: Hoạt động nhóm, làm thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK và thảo luận trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19:

Cho các dung dịch: HCl, NaOH, Na₂CO₃

1. Viết phương trình điện li của các chất trên

2. Sử dụng máy đo pH (hoặc giấy pH) xác định pH, môi trường (acid/base) của các dung dịch trên

3. Theo khái niệm acid – base trong môn Khoa học tự nhiên ở lớp 8, trong những chất cho ở trên: Chất nào là acid ? Chất nào là base? 

- GV nêu hạn chế về định nghĩa acid – base của thuyết Arrhenius (đã học ở lớp 8) và giới thiệu định nghĩa acid – base của Brnsted – Lowry 

-  GV hướng dẫn HS: Xác định acid, base theo thuyết Brnsted – Lowry trong các ví dụ của SGK; nêu các ưu điểm của thuyết Brnsted – Lowry.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK và thực hiện thí nghiệm, trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

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

- Đại diện HS báo cáo kết quả thực hiện thí nghiệm, CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19. 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về thuyết acid – base của Brnsted – Lowry

II. Thuyết acid – base của Brnsted – Lowry 

1. Khái niệm acid và base theo thuyết Brnsted - Lowry

Trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19:

a) Phương trình điện li:

HCl H⁺ + Cl^-

NaOH Na⁺ + OH^-

Na₂CO₃ 2Na⁺ +

b) Dung dịch HCl có môi trường acid (pH < 7), còn dung dịch NaOH và Na₂CO₃ có môi trường base (pH > 7)

c) Theo định nghĩa acid – base đã học ở môn Khoa học tự nhiên lớp 8, HCl là acid, NaOH là base, còn Na₂CO₃ không là base

Kết luận: 

- Khái niệm acid – base đề cập ở lớp 8 chỉ đúng với dung môi nước và chưa phản ánh đầy đủ bản chất acid/base. 

- Thuyết Brnsted – Lowry cho rằng acid là chất cho proton (H⁺) và base là chất nhận proton

2. Ưu điểm của thuyết Brnsted – Lowry 

 Thuyết Brnsted – Lowry tổng quát hơn thuyết Arrhenius, phân tử không có nhóm OH như NH₃ hoặc ion như cùng là base

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV giới thiệu: Để xác định pH, có thể sử dụng chất chỉ thị acid – base, máy đo pH,... 

- GV cho HS đọc thông tin SGK mục III.3 trang 23, quan sát bảng 2.1 và thực hiện các yêu cầu sau:

+ Chất chỉ thị acid – base là gì? 

+ Nêu màu của các chất chỉ thị trong các khoảng pH khác nhau

- GV cho HS: Xem video vắt chanh vào nước bắp cải tím (0.00 – 0.41s), yêu cầu HS:

+ Nêu hiện tượng quan sát được (nước bắp cải tím chuyển thành màu đỏ)

+ Giải thích hiện tượng  (do trong nước bắp cải tím có một chất có thể thay đổi màu tùy thuộc vào độ pH của môi trường. Nước chanh có môi trường acid nên làm đổi màu nước bắp cải tím sang đỏ)

- GV tổ chức HS: Hoạt động nhóm, hướng dẫn HS làm dung dịch chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc/bắp cải tím:

Chuẩn bị:

- Hoa đậu biếc (khoảng 50 g) hoặc bắp cải tím thái nhỏ (khoảng 100 g)

- Cốc thủy tinh 250 mL, nước sối, đũa thủy tinh, lưới/vải lọc

- Các cốc (đã được dán nhãn) đựng giấm ăn, nước C sủi, nước rửa bát, nước soda, nước muối

- Giấy pH hoặc máy đo pH

Tiến hành:

- Ngâm khoảng 50 g hoa đậu biếc/100 g bắp cải tím đã được chuẩn bị vào 100 mL nước sôi trong khoảng 10 phút. Lọc bằng lưới lọc hoặc vải lọc, thu được dung dịch. Dung dịch này được sử dụng làm chất chỉ thị

- Dùng máy đo pH (hoặc giấy pH) xác định pH của các dung dịch

- Cho vài giọt chất chỉ thị lần lượt vào các dung dịch: giấm ăn, nước C sủi, nước rửa bát, nước soda, nước muối và khuấy đều. Quan sát sự đổi màu của các dung dịch.

- GV yêu cầu HS: Thảo luận trả lời CH hoạt động mục III.3 SGK trang 23:

Hoàn thành thông tin theo mẫu bảng sau vào vở:

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK, quan sát video, làm chất chỉ thị, trả lời CH hoạt động mục III.3 SGK trang 23

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

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

- Đại diện HS báo cáo kết quả làm chất chỉ thị, câu trả lời CH hoạt động mục III.3 SGK trang 23

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về cách xác định dung dịch pH bằng chất chỉ thị acid - base

3. Xác định pH

 - Chất chỉ thị acid – base là chất có màu sắc biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch

- Màu của giấy quỳ, phenolphthalein và giấy pH trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau:

+ Giấy quỳ:

^o pH 6: Đỏ

^o pH = 7: Tím

^o pH 8: Xanh

+ Phenolphthalein:

^o pH < 8: Không màu

^o pH > 8: Màu hồng

+ Giấy pH:

Trả lời CH hoạt động mục III.3 SGK trang 23:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

*Nguyên tắc 

- GV đặt vấn đề: Trong các phần trước, chúng ta đã biết đến nồng độ của một chất trong dung dịch. Vậy trong phòng thí nghiệm, làm thế nào để xác định được nồng độ của một chất trong dung dịch?

- GV yêu cầu HS: Sử dụng Chatbot AI (như ChatGPT/Gemini)  trên thiết bị di động để tìm kiếm và tham khảo cách xác định nồng độ của một chất trong dung dịch? 

- GV giới thiệu:  

+ 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 giúp xác định thời điểm để dừng chuẩn độ. 

- GV yêu cầu HS:

 + Viết phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình chuẩn độ NaOH bằng HCl 

+ Viết biểu thức tính nồng độ của dung dịch NaOH khi biết nồng độ và thể tích của dung dịch HCl phản ứng với một thể tích NaOH

Thực hành chuẩn độ acid – base

- GV giới thiệu công dụng, cách sử dụng dụng cụ dùng trong phép chuẩn độ:

+ Pipette

+ Burette

+ Bình tam giác 

+ Bình tia nước cất

- GV chú ý cho HS: Cách đọc thể tích, kiểm tra các bộ dụng cụ đảm bảo sạch, không bị nứt vỡ,... trước khi tiến hành.

- GV hướng dẫn HS: Thực hiện các bước tiến hành cụ thể như sau:

+ Bước 1: Tráng pipette bằng dung dịch HCl 0,1M. Dùng pipette lấy 10 mL dung dịch HCl 0,1M cho vào bình tam giác loại 100 mL. Nhỏ 1 – 2 giọt phenolphthalein, dung dịch không màu. Dùng bình tia nước cất tráng một lượt thành bình tam giác để chuyển hết hóa chất xuống dung dịch ở đáy bình 

+ Bước 2: Chuyển dung dịch NaOH vào burette 25 mL, tráng burette, đổ bỏ phần dung dịch tráng. Tiếp tục cho NaOH lên burette cao hơn vạch số 0 khoảng 1 mL, sau đó mở khóa cho dung dịch chảy xuống từ từ đến khi vòm khum của dung dịch trùng với vạch số 0 thì khóa lại (chú ý không để bọt khí còn lại trong cuống burette)

+ Bước 3: Đặt bình tam giác chứa dung dịch HCl dưới burette (Hình 2.6 SGK). Tay trái mở từ từ khóa burette, nhỏ từng giọt dung dịch NaOH xuống bình tam giác. Tay phải lắc đều bình tam giác theo vòng tròn (Hình 2.7 SGK). Ngay khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt (bền trong khoảng 10 giây) thì dừng chuẩn độ. Ghi lại thể tích dung dịch NaOH đã dùng

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

- GV yêu cầu HS: Trả lời CH8, CH9 SGK trang 26:

8. Nêu một số điểm cần chú ý trong quá trình chuẩn độ

9. Nêu một số nguyên nhân có thể dẫn đến sai số trong quá trình chuẩn độ

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK, thực hiện thí nghiệm chuẩn độ acid – base, trả lời CH9 SGK trang 26

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

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

- Đại diện HS báo cáo kết quả thực hành thí nghiệm, câu trả lời CH9 SGK trang 26

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về chuẩn độ acid - base

V. Chuẩn độ acid – base

1. Nguyên tắc

- Chuẩn độ là phương pháp xác định nồng độ của một chất bằng một dung dịch chuẩn đã biết nồng độ.

- Nồng độ của dung dịch base mạnh (NaOH) được xác định bằng một dung dịch acid mạnh (HCl) đã biết trước nồng độ mol dựa trên phản ứng:

NaOH + HCl NaCl + H₂O

Ta có:

V_HCl.C_HCl = V_NaOH.C_NaOH

Trong đó:

C_HCl và C_NaOH lần lượt là nồng độ mol của dung dịch HCl và NaOH

V_HCl và V_NaOH lần lượt là thể tích của dung dịch HCl và dung dịch NaOH (cùng đơn vị đo)

- Thời điểm để kết thúc chuẩn độ được xác định bằng sự đổi màu của chất chỉ thị phenolphthalein  

2. Thực hành chuẩn độ acid – base 

Trả lời CH8 SGK trang 26:

- Tráng pipette và burette bằng chính dung dịch sẽ lấy

- Đọc thể tích dung dịch: lưu ý khi đọc thể tích dung dịch trong pipette, burette cần để ngang tầm mắt, đọc chỉ số vạch thẳng với mặt cong chất lỏng

- Chú ý không để bọt khí ở cuống burette

- Lưu ý khi cho dung dịch từ pipette vào bình tam giác: để pipette thẳng, nghiêng bình tam giác khoảng 45^o, đầu pipette chạm vào thành bình, để dung dịch trong pipette chảy thành dòng

- Trong quá trình chuẩn độ, chú ý quan sát màu của dung dịch trong bình tam giác, khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 10 giây, lập tức dừng chuẩn độ

Trả lời CH9 SGK trang 26:

- Sai số do việc đọc thể tích khi lấy dung dịch bằng pipette hoặc đọc thể tích dung dịch trên burette

- Sai số do thời điểm dừng chuẩn độ chậm hơn so với thời điểm chất chỉ thị phenolphtalein mất màu hồng

- Sai số do pH của thời điểm mất màu của chất chỉ thị (phenolphthalein) lệch so với pH của dung dịch tại thời điểm hai chất phản ứng với nhau vừa đủ