Khóa luận tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
Hoá học phân tích là khoa học về các phương pháp xác định thành phần
định tính và định lượng của các chất và hỗn hợp của chúng; trong đó phân tích
định tính là một học phần khá quan trọng và thú vị đối với mỗi sinh viên thuộc
ngành hoá học; khi nghiên cứu thành phần của một chất thì phân tích định tính
luôn luôn đi trước phân tích định lượng bởi vì việc lựa chọn phương pháp xác
định thành phần định lượng tuỳ thuộc vào số liệu của phân tích định tính, đặc
biệt phản ứng tạo thành hợp chất ít tan đóng vai trò quan trọng trong hoá học
phân tích, nó thường được sử dụng để nhận biết, tách và định lượng các chất.
Mặt khác nhân loại đang bước vào thế kỷ XXI - thế kỷ của nền kinh tế tri
thức - thế kỷ của nền khoa học công nghệ cùng với yếu tố con người quyết định
sự phát triển của xã hội. Trong thời đại bùng nổ thông tin và phát triển khoa học
công nghệ như hiện nay thì kho tàng tri thức của nhân loại ngày càng đa dạng,
phong phú do đó đòi hỏi nền giáo dục phải đổi mới để có thể đáp ứng một cách
năng động hơn, hiệu quả hơn, trực tiếp hơn những nhu cầu của sự phát triển kinh
tế-xã hội.
Trong xu thế đổi mới về nội dung, chương trình sách giáo khoa và phương
pháp dạy học ở nhà trường thì việc đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá cũng
rất quan trọng; kiểm tra đánh giá thường xuyên có hệ thống giúp xác định kết
quả dạy từ đó giúp người dạy hoàn thiện hơn về phương pháp giảng dạy, người
học tự kiểm tra lại mức độ lĩnh hội tri thức và có kế hoạch tự điều chỉnh việc học
theo chiều hướng tích cực, tự lực và có thái độ đúng đắn với việc học tập; nó sẽ
rèn luyện cho người học thói quen làm việc, biết hoàn thành công việc đúng thời
điểm; có trách nhiệm trong học tập.
Có nhiều biện pháp để kiểm tra đánh giá kết quả của người học trong quá
trình dạy học, trong đó phổ biến nhất là trắc nghiệm tự luận, trắc nghiệm khách
quan và vấn đáp. Tuỳ theo đặc điểm của từng bộ môn mà có thể khai thác và
phối hợp các phương pháp đánh giá sao cho có hiệu quả nhất vì mỗi phương
pháp đều có ưu điểm và hạn chế riêng của nó. Tuy nhiên phương pháp kiểm tra
Trắc nghiệm được hiểu theo nghĩa rộng: là hoạt động được thực hiện để
đo lường năng lực của các đối tượng nào đó nhằm những mục đích xác định.
Trắc nghiệm được hiểu theo nghĩa hẹp: là loại dụng cụ đo lường khả năng
của người học.
Trắc nghiệm là hình thức đo đạc “tiêu chuẩn hoá” cho mỗi cá nhân người
học bằng “điểm”.
1.1.2 Vai trò của trắc nghiệm trong giảng dạy [2, 14, 15]
Nhằm nâng cao chất lượng giáo dục thì việc nghiên cứu cải tiến phương
pháp giảng dạy (trong đó có phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của
người học) là hết sức cần thiết.
Muốn cải tiến được hiệu quả, chúng ta phải cải tiến cả nội dung và
phương pháp dạy học. Trong đó cải tiến nội dung có ý nghĩa hàng đầu, đó chính
là sự lựa chọn bổ sung hoàn thiện và sắp xếp lại kiến thức. Kiểm tra đánh giá học
tập có tổ chức là một điều kiện không thể thiếu trong việc cải tiến học tập.
Phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập bằng trắc nghiệm rất đa
dạng và phong phú. Nếu phát huy đầy đủ những ưu điểm của phương pháp này
chúng ta sẽ có cơ hội nâng cao chất lượng học tập. Tuy nhiên cũng không nên
đánh giá cao hoặc xem nhẹ bất cứ phương pháp đánh giá nào mà phải sử dụng
đúng, có sự kết hợp hài hoà, nếu được như vậy nó sẽ là đòn bẩy nâng cao chất
lượng giáo dục.
Kiểm tra đánh giá thường xuyên, có hệ thống sẽ rèn luyện cho người học
thói quen làm việc, biết hoàn thành công việc đúng thời điểm, có trách nhiệm
trong học tập. Ngoài ra, việc kiểm tra đánh giá cho phép xác định được mục tiêu
giáo dục của bộ môn có thực tế hay không? Việc giảng dạy của chúng ta có
thành công hay không? Người học có tiến bộ hay không? Vì vậy, việc kiểm tra
đánh giá phải được xem như là bộ phận chủ yếu và hợp thành một thể thống nhất
3
Khóa luận tốt nghiệp
trong quá trình dạy học. Do đó việc kiểm tra đánh giá phải được đảm bảo tính
Khóa luận tốt nghiệp
Hiện nay câu hỏi trắc nghiệm khách quan thì câu hỏi nhiều lựa chọn hay
được dùng nhất và nó thể hiện nhiều ưu điểm.
1.2 Cơ sở lý luận trắc nghiệm khách quan
1.2.1 Khái niệm [2, 14, 15]
TNKQ là một loại câu hỏi có kèm theo câu trả lời sẵn, loại câu hỏi này
cung cấp thông tin cần thiết và đòi hỏi người học phải chọn một câu trả lời đúng
nhất hoặc thêm một vài từ chính xác hay sắp xếp theo thứ tự nhất định các câu
trả lời.
Câu hỏi trắc nghiệm này được gọi là TNKQ bởi vì hệ thống cho điểm
hoàn toàn khách quan, không phụ thuộc vào người chấm. Tuy nhiên, phương
pháp này cũng không khỏi ảnh hưởng bởi tính chủ quan của người soạn câu hỏi.
Các
kiểu
câu
hỏi
trắc
nghiệm
Khách
quan
Tự
luận
Câu
hỏi
nhiều
lựa
chọn
Câu
hỏi
Trong TNKQ có nhiều câu trả lời được cung cấp cho một câu hỏi trắc nghiệm
nhưng chỉ có một câu trả lời đúng hay đúng nhất.
Người ta thường dùng từ “trắc nghiệm” nhằm chỉ “TNKQ”
1.2.2 Phân loại câu hỏi trắc nghiệm khách quan [2, 15]
1.2.2.1 Câu hỏi nhiều lựa chọn
Đây là loại câu hỏi TNKQ thường được sử dụng nhất (thông dụng nhất).
Đối với loại câu hỏi này, người học được yêu cầu phải chọn câu trả lời đúng nhất
dựa vào một số khả năng trả lời định sẵn có sau câu hỏi, thường là 4 hoặc 5 khả
năng, trong đó có một câu trả lời đúng nhất và các câu trả lời nhiễu. Loại câu
nhiều lựa chọn bao gồm hai bộ phận:
- Câu dẫn: Đề của câu kiểm tra có thể viết dưới dạng một câu hỏi trực tiếp
hay một cách phát biểu không đầy đủ. Điều này có tác dụng gợi mở câu trả lời
đúng cho người được hỏi.
- Câu chọn: Gồm 4-5 khả năng trả lời, người học phải tìm ra câu trả lời
đúng trong số những câu này, số câu để lựa chọn không nên quá ít (2) hoặc quá
nhiều (trên 7) trong đó:
+ Câu trả lời đúng: là câu đúng nhất trong các câu lựa chọn.
+ Câu trả lời nhiễu: là câu trả lời có tính chính xác thấp hơn câu trả lời đúng.
Như vậy các câu nhiễu hoặc câu gài bẫy bề ngoài có thể đúng nhưng thực sự sai
hoặc chỉ đúng một phần và người học nắm chắc kiến thức mới phân biệt được.
Ưu điểm:
Người dạy có thể dùng loại câu hỏi này để kiểm tra đánh giá những mục
tiêu dạy học khác nhau.
Độ tin cậy cao hơn: Yếu tố đoán mò hay may rủi giảm đi nhiều so với các
loại TNKQ khác khi số phương án lựa chọn tăng lên.
Tính giá trị tốt hơn với bài trắc nghiệm có nhiều câu trả lời để lựa chọn,
người ta có thể đo được các khả năng nhớ, áp dụng các nguyên lý, định luật…,
tổng quát hóa…rất hữu hiệu.
Thực sự khách quan khi chấm bài. Điểm số của bài TNKQ không phụ
kiểm tra.
Sự phân bố các phương án đúng, phải đựơc phân bố đều ở các vị trí A, B,
C, D, E…. sắp xếp theo thứ tự ngẫu nhiên.
1.2.2.2 Câu hỏi đúng - sai
Đây là loại câu hỏi được trình bày dưới dạng câu phát biểu và người học
trả lời bằng cách lựa chọn một trong hai phương án: đúng hoặc sai.
Ưu điểm:
Nó là loại câu hỏi đơn giản, thích hợp cho việc kiểm tra những kiến thức
7
Khóa luận tốt nghiệp
sự kiện, định nghĩa, khái niệm…
Có thể đặt được nhiều câu hỏi trong bài trắc nghiệm, có thời gian ấn định,
viết loại câu hỏi này tương đối dễ dàng ít phạm lỗi.
Nhược điểm:
Người học có thể đoán mò, may rủi (50%) như vậy độ tin cậy thấp, dễ tạo
điều kiện cho người học học thuộc lòng hơn là hiểu.
Khi soạn loại câu hỏi này thông thường người soạn thường trích nguyên
văn từ một tài liệu nào đó mà chưa xét đến tính chính xác của câu đó, và khi tách
ra khỏi văn bản nó không còn đúng.
Việc sử dụng những câu phát biểu sai mà được trình bày như là đúng có thể gây
ra hậu quả tiêu cực đối với người học, khiến cho họ tin và nhớ những phát biểu sai.
Một số lưu ý khi soạn câu hỏi loại đúng – sai:
Không nên trích nguyên văn những câu trích trong sách giáo khoa vì như
vậy sẽ khuyến khích người học học vẹt.
Lựa chọn những câu phát biểu mà một người học có khả năng trung bình
không thể nhận ra ngay là đúng hoặc sai.
Đúng hoặc sai không phụ thuộc vào quan niệm riêng của từng người
nhằm tránh những nhận định mập mờ.
Mỗi câu nhận định phải ngắn gọn, đơn giản tránh dùng các cụm từ: “tất
Có hai loại: tự tìm từ điền vào hoặc cho phương án để lựa chọn Thiếu
tính khách quan.
1.2.2.5 Câu hỏi có đáp án đòi hỏi sắp xếp theo thứ tự
Loại này có nhiều câu trả lời ở mức độ khác nhau. Người học phải xem
xét từng câu và đánh dấu hoặc sắp xếp lại các câu trả lời theo số thứ tự mức độ
hợp lý nhất đến mức độ hợp lý thấp hơn.
Loại câu hỏi này thích hợp cho việc kiểm tra về một vấn đề chính có liên
quan đến nhiều vấn đề khác, nó có thể là nguyên nhân hoặc kết quả của nhiều
yếu tố khác. Sự liên quan của các yếu tố khác đến vấn đề chính thường ở các
mức độ khác nhau nhưng không thể loại bỏ yếu tố nào.
Thực ra loại câu hỏi trắc nghiệm loại này không được sử dụng nhiều như các loại trên,
nguyên nhân là do việc soạn câu hỏi cầu kỳ mà câu trả lời nhiều khi mang tính chủ quan.
1.2.3 Ưu-nhược điểm của trắc nghiệm khách quan [2, 15]
1.2.3.1 Ưu điểm
Cho phép trong một thời gian ngắn kiểm tra được nhiều kiến thức cụ thể,
đi sâu vào nhiều khía cạnh khác nhau của kiến thức. Một câu hỏi trắc nghiệm
buộc người học phải lựa chọn câu trả lời đúng nhất trong những câu trả lời cho
9
Khóa luận tốt nghiệp
sẵn, công việc này thực hiện rất ít thời gian nên dùng TNKQ trong thời gian
ngắn có thể kiểm tra được lượng kiến thức lớn.
Phạm vi kiểm tra kiến thức một bài trắc nghiệm là khá rộng nên tránh
được tình trạng học tủ, học lệch, chỉ học kiến thức trọng tâm.
Người học chỉ mất thời gian để đọc đề, suy nghĩ, không mất nhiều thời
gian để viết bài làm như TNTL nên có tác dụng rèn tư duy nhanh và chính xác.
Trong một bài kiểm tra trắc nghiệm người soạn thể hiện được năng lực
của mình qua việc đặt câu hỏi. Người học đánh giá mức độ hiểu biết của mình
thông qua số câu trả lời đúng.
Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong việc xử lý kết quả kiểm tra
kiến thức dưới dạng hành câu, không phải đưa ra phương pháp làm bài do đó không
tránh khỏi tình trạng nhìn bài nhau hoặc lựa chọn một cách bị động trong việc làm
bài kiểm tra đồng thời nó hạn chế khả năng diễn đạt, nếu sử dụng lâu dài ảnh hưởng
đến hành văn không phát triển ngôn ngữ nói và ngôn ngữ viết cho người học.
1.2.4 Kỹ năng soạn câu hỏi trắc nghiệm khách quan [14]
1.2.4.1 Các nguyên tắc chung khi xây dựng câu hỏi trắc nghiệm
Khi xây dựng một câu hỏi trắc nghiệm nói chung phải dựa vào ba nguyên tắc
quan trọng sau đây:
Tập trung vào các mục tiêu học tập quan trọng (nội dung và năng lực thực
hiện nào đó không cần quan tâm đến các vụn vặt và các kỹ năng tầm thường).
Chỉ khêu gợi ở người học những kiến thức và trí năng liên quan đến mục
tiêu học tập đã định (không để người học bộc lộ những khả năng và hành vi khác
chẳng hạn khả năng đoán biết phương án đúng từ những sơ hở của câu hỏi)
Không để những tồn tại làm cản trở hoặc kiềm chế khả năng của người
học (chẳng hạn thiếu sót về từ ngữ, hình vẽ…có thể làm ảnh hưởng đến việc trả
lời đúng của một người học giỏi).
1.2.4.2 Kỹ năng soạn câu hỏi nhiều lựa chọn
Chúng ta chỉ nghiên cứu cách soạn loại câu hỏi nhiều lựa chọn vì các loại
câu hỏi trắc nghiệm khác đều có thể cải biến để chúng trở thành câu hỏi nhiều lựa
chọn. Câu hỏi đúng – sai là một trường hợp riêng của câu hỏi nhiều lựa chọn, câu
hỏi điền khuyết có thể cải biến thành câu hỏi nhiều lựa chọn, câu hỏi ghép đôi có
thể cải biến thành câu hỏi nhiều lựa chọn trong phạm vi phương án ghép giới hạn.
Chúng ta có thể soạn câu hỏi trắc nghiệm theo hai cách: tự chế tác hoặc
chọn các câu hỏi tiêu chuẩn hóa trong các tài liệu và chỉnh sửa để chúng thích
11
Khóa luận tốt nghiệp
ứng với chương trình, mục tiêu cần đạt được.
Viết câu hỏi trắc nghiệm là một công việc khó, đòi hỏi phải có sự luyện
tập lâu dài để tích lũy kinh nghiệm, không phải chỉ biết một số nguyên tắc là
Nên tránh các câu dẫn phủ định. Khi cần dùng phải viết hoa các từ phủ
định. Nên dùng các câu khẳng định hơn là các câu phủ định hay phủ định kép.
Nếu có thể nên tránh dùng từ không, nếu dùng thì từ KHÔNG phải được viết hoa
để lôi kéo sự chú ý của người học.
Tránh sử dụng các câu dẫn đòi hỏi bộc lộ quan điểm riêng của người học
chứ không phải năng lực của họ.
Tránh viết các câu hỏi mà câu này để gợi ý làm đúng câu kia (dấu đầu hở đuôi)
* Chế tác các phương án lựa chọn:
Trong các phương án lựa chọn có một phương án đúng và các phương án
nhiễu. Nguyên tắc chung đầu tiên là các phương án nhiễu và phương án đúng
cần đồng nhất về nội dung và không được khác nhau về hình thức để người học
có thể phán đoán được phương án đúng.
Để làm cho các phương án nhiễu có vẻ hợp lý nên dựa vào các điều kiện mà
người học dễ sai sót, hiểu nhầm, hiểu lệch khi học vấn đề tương ứng: sai sót về tính
toán, về khái niệm hay các sai sót về kiến thức chung. Do vậy việc phân tích các
phương án trả lời của người học có thể giúp ta xác định được các khó khăn mà họ
thường gặp.
Cần có 3 - 4 phương án nhiễu có tác dụng, không nên tạo nhiều phương án
nhiễu mà có một số phương án nhiễu không có tác dụng, mồi nhử không hấp dẫn.
Nhớ rằng điều quan trọng không phải là số lượng mà chất lượng các phương án
nhiễu. Không nên cố tạo cho đủ các phương án nhiễu không có chất lượng.
Các phương án chọn trước hết phải đồng nhất về mặt hình thức, cấu trúc
từ vựng, ngữ pháp, sau đó có thể đồng nhất về cả mặt nội dung. Lưu ý rằng độ
khó của câu hỏi phụ thuộc nhiều vào mức độ đồng nhất của các phương án chọn.
Về chấm câu: câu dẫn và mỗi phương án chọn phải hợp thành một câu liên
tục, nếu phương án chọn là một từ hay một câu chưa kết thúc thì không dùng dấu
chấm. Phải dùng quy tắc viết hoa hay viết thường chữ đầu mỗi phương án chọn.
Chế tác phương án đúng:
Phương án đúng phải chế tác sao cho những người học không có kiến thức đòi
hỏi sẽ không có manh mối để nhận ra đó là phương án đúng. Ngoài những đòi
m-
trên bề mặt mạng tinh thể chất điện li
sẽ bị hidrat hóa và chuyển vào dung dịch dưới dạng phức chất aquơ [M(H
2
O)
x
]
n+
,
[A(H
2
O)
y
]
m-
.
Khi hoạt độ của các ion [M(H
2
O)
x
]
n+
và [A(H
2
O)
y
]
m-
trong dung dịch tăng
lên đến một mức nào đó thì xảy ra quá trình ngược lại: các ion bị dehidrat hóa và
dạng tinh thể hạt bé) có độ tan lớn hơn kết tủa tách ra chậm (dạng tinh thể hoàn
chỉnh).
2.1.2 Tích số tan [6, 10]
Tích số tan là tích số hoạt độ của các ion trong dung dịch bão hòa với số
mũ thích hợp tại một nhiệt độ xác định.
15
Khóa luận tốt nghiệp
Có thể viết cân bằng (II.1.1) dưới dạng:
M
m
A
n
↓
ƒ
m M
n+
+ n A
m-
K
S
(II.1.2)
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho cân bằng (II.1.2):
K
S
= (M
n+
)
m
. (A
→1.
Biểu thức (*) ở dạng gần đúng: K
S
= [M
n+
]
m
. [A
m-
]
n
Khi tích số tan của các chất điện li có độ tan lớn hơn 10
-4
mol/L thì phải kể
đến hoạt độ của các ion.
Tích số tan càng lớn thì kết tủa có khả năng tan càng nhiều và ngược lại.
Cũng như các đại lượng hằng số cân bằng, K
S
phụ thuộc nhiệt độ, bản
chất của chất tan và dung môi.
2.1.3 Quan hệ giữa độ tan và tích số tan [6, 10]
Độ tan và tích số tan là những đại lượng đặc trưng cho dung dịch bão hòa
do đó tích số tan và độ tan có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và ta có thể tính
được tích số tan từ độ tan và ngược lại.
2.1.3.1 Tính tích số tan từ độ tan
Để tính tích số tan từ độ tan ta thực hiện các bước:
Mô tả các cân bằng trong dung dịch: cân bằng tan, các quá trình phụ (sự
tạo phức hidroxo của kim loại, sự kết hợp proton của anion, các quá trình tạo
phức của ion kim loại…).
AgOH + H
+
β = 10
-11,7
Ta có: S = [Ag
+
] + [AgOH] = [Cl
-
] = 1,001.10
-5
β bé nên có thể coi sự tạo phức hidroxo xảy ra không đáng kể. Vì vậy:
[Ag
+
] = [Cl
-
] = 1,001.10
-5
. Nồng độ [Ag
+
] và [Cl
-
] rất bé, lực ion bé do đó:
-
+
Cl
Ag
f .f
≈
+ n A
m-
K
S
S mS nS
K
S
= (mS)
m
.(nS)
n
= m
m
.n
n
.S
m+n
→ S =
s
m+n
m n
K
m .n
• Trường hợp tổng quát đơn giản:
Các cân bằng trong dung dịch:
MA
ƒ
M
+
+ A
Gọi S là độ tan của MA.
17
Khóa luận tốt nghiệp
S = [M
n+
] + [MOH] = [M
n+
] + β.[M
n+
].[H
+
]
-1
S = [M
n+
]. (1 +β.h
-1
) (1) với h = [H
+
]
Mặt khác: S = [A
-
] + [HA] = [A
-
] + [H
+
].[A
-
S
-1
a
K .(1+β.h ).(1+h.k )
2.1.4 Các khái niệm về dung dịch bão hòa, dung dịch chưa bão hòa và dung
dịch quá bão hòa [6, 9]
Khi tích số hoạt độ (nồng độ) của các ion với số mũ thích hợp của kết tủa
bằng tích số tan. Kết tủa không được tạo thành thêm và cũng không tan thêm (vì
tốc độ hòa tan bằng tốc độ kết tủa). Dung dịch ở trạng thái này gọi là dung dịch
bão hòa: (M
n+
)
m
. (A
m-
)
n
= K
S
.
Khi tích số hoạt độ (nồng độ) của các ion của kết tủa với số mũ thích hợp
nhỏ hơn tích số tan thì các ion của kết tủa không hóa hợp được với nhau để tạo
thành kết tủa (vì tốc độ hòa tan lớn hơn tốc độ kết tủa) dung dịch ở trạng thái đó
gọi là dung dịch chưa bão hòa, nếu thêm tiếp kết tủa vào dung dịch thì kết tủa
tan thêm: (M
n+
)
m
. (A
m-
tồn tại trong dung dịch của mỗi ion.
18
Khóa luận tốt nghiệp
Xét các cân bằng trong dung dịch chứa kết tủa MA:
Cân bằng tan: MA
ƒ
M
+
+ A
-
K
S
Các quá trình phụ: tạo phức hidroxo: M
+
+ H
2
O
ƒ
MOH + H
+
β
1
Proton hóa của A: A
+
+ H
-
ƒ
HA K
đặt: α
M
= 1+ β
1
.h
-1
+ β.[X]; α
A
= 1 + K
a
-1
.h
→
'
S
K
= K
S
. α
M
. α
A
Nếu biết pH và nồng độ chất tạo phức phụ X ta có thể tính được
'
S
K
và từ
đó tính được độ tan của kết tủa đó theo định luật tác dụng khối lượng.
2.2 Kết tủa và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm kết tủa [3, 4, 6, 10]
-
3+
3
OH
Fe
C .C
>
3
s(Fe(OH) )
K
2.2.2 Sự kết tủa hoàn toàn
Ta biết khi tạo thành kết tủa giữa ion tan trong dung dịch và kết tủa luôn
luôn tồn tại một cân bằng. Vì vậy về mặt lí thuyết không thể kết tủa hết một ion
nào đó có trong dung dịch (kết tủa hoàn toàn). Tuy vậy trong thực tế kết tủa
được xem là hoàn toàn nếu nồng độ của ion còn lại trong dung dịch bé đến mức
không còn gây ảnh hưởng tới phản ứng khác. Người ta thường chấp nhận một
cấu tử được xem là kết tủa hoàn toàn khi nồng độ còn lại [i] ≤ 10
-6
M.
19
Khóa luận tốt nghiệp
2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm kết tủa
Các ion của kết tủa, ngoài quá trình phản ứng với nhau tạo thành kết tủa còn
tham gia phản ứng phụ với các loại ion khác (ion lạ) có trong dung dịch, chẳng hạn
phản ứng với các ion H
+
, OH
-
của H
thì việc làm kết tủa Ba
2+
dưới dạng BaSO
4
sẽ hoàn toàn hơn.
- Hiệu ứng lực ion có khuynh hướng làm tăng độ tan: khi thêm dư thuốc thử
thì lực ion tăng, trong đa số trường hợp làm giảm hệ số hoạt độ ion:
Từ biểu thức: [M
n+
]
m
[A
m-
]
n
=
s
m n
M A
K
f .f
khi
m n
M A
f .f
giảm → K
S
tăng → độ tan tăng.
- Hiệu ứng pha loãng: khi thêm dư thuốc thử thì đồng thời thể tích dung dịch
tăng và do đó lượng ion nằm cân bằng với tướng rắn trong dung dịch bão hòa cũng
0
A
C .V
1+V
; C
M
=
0
M
C
1+V
.
Giả sử C
A
>> C
M
Phản ứng kết tủa: M + A
ƒ
MA K
S
C
0
C
M
C
A
[ ] x (C
A
- C
s
M A
K
f .f
Giả sử: f
A
= f
M
= f; x <<
0 0
A M
C .V - C
1+V
kết hợp điều kiện C
M
<< C
A
→ x =
s
2 0
A
K (1+V)
f .C .V
Lượng ion M còn lại trong toàn bộ thể tích: G = [M].(1 + V) =
2
S
2 0
A
2A + M
ƒ
MA
2
↓ thì V
A
: V
M
= 2 : 1
3A + 2M
ƒ
M
3
A
2
↓ thì V
A
: V
M
= 3 : 2
Thuốc thử làm kết tủa được một số ion. Sự kết tủa phân đoạn.
Trong trường hợp cùng một thuốc thử có thể tạo được kết tủa với hai ion cùng
có mặt trong dung dịch thì việc tách hoàn toàn một ion nào đó phụ thuộc vào quan hệ
nồng độ của hai ion có mặt và quan hệ giữa tích số tan của hai kết tủa tạo thành giữa
các ion này với thuốc thử.
Ví dụ: Trong dung dịch chứa hai ion M và N có thể tạo kết tủa với thuốc thử A
mM + pA
ƒ
M
m
A(1)
>
1
s
p
m
M
K
C
n q
N
A(2)
C .C
>
2
s
K
hay
A(2)
C
>
2
s
q
n
N
K
C
Tùy theo quan hệ của C
A(1)
2
-1
s
K
q M
m
A
p
+ p.n N
ƒ
q.m M + p N
n
A
q
1 2
q -p
s s
cb
K =K .K
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng:
22
Khóa luận tốt nghiệp
K
cb
=
1
Trong đa số trường hợp ảnh hưởng thứ hai là quan trọng hơn cả. Việc xem
xét ảnh hưởng của pH tới điều kiện làm kết tủa thường được thực hiện bằng cách
tính pH để bắt đầu xuất hiện kết tủa và pH ứng với khi đã có kết tủa hoàn toàn.
Xét trường hợp tổng quát và đơn giản sau: làm kết tủa ion kim loại M
+
bằng thuốc thử A
-
.Các quá trình xảy ra:
M
+
+ A
-
ƒ
MA
S
-1
K
A
-
+ H
+
ƒ
HA K
a
-1
M
+
] =
+
-1
M
C
1+β.h
-
A
C
= [A
-
] + [HA] = [A
-
].(1 + K
a
-1
.h) → [A
-
] =
-
A
-1
a
C
1+h.k
23
Khóa luận tốt nghiệp
a
-1
a
C C C .C
> K h < K - 1
1+K h K
.
⇒
÷
Từ biểu thức ta thấy pH bắt đầu xuất hiện kết tủa phụ thuộc hằng số phân ly
axit của anion làm kết tủa (K
a
), tích số tan của kết tủa và nồng độ các chất phản ứng.
Nếu K
a
càng lớn (nghĩa là anion làm kết tủa anion của axit càng mạnh),
tích số tan càng bé (kết tủa càng ít tan) và nồng độ của các chất làm kết tủa càng
lớn thì nồng độ giới hạn của ion hydro để bắt đầu xuất hiện kết tủa càng lớn
nghĩa là có thể tiến hành việc làm kết tủa trong môi trường càng axit.
Đối với các kết tủa và thuốc thử làm kết tủa là anion của axit yếu (như CO
3
2-
,S
2-
…)
và khi tích số tan của kết tủa không thật quá bé thì phải tiến hành làm kết tủa
trong môi trường kiềm.
Để tính pH lúc kết tủa hoàn toàn tức là khi
(1)
Quá trình tạo phức: M + nX
ƒ
MX
n
β
n
(2)
M + iH
2
O
ƒ
M(OH)
i
+ iH
+
β
i
’
(3)
A + jH
+
ƒ
H
j
A K
j
(j=1-α) (4)
X + kH
' ' ' '
A A HA H A H A
C = C + C + C + + C
(7)
Tổ hợp các biểu thức định luật tác dụng khối lượng áp dụng cho các cân
bằng (1), (2), (3), (4), (5) với các biểu thức (6), (7) ta có:
-1
N N
' n ' -1
M M n X i
n=0 i=1
C = Cβ C + β h
÷
∑ ∑
(β
0
= 1)
-1
α
' j
A A j
j=0
C = C K h
÷
∑
(α
xuất
hiện không? (Bỏ qua quá trình tạo phức hydroxo của Fe
3+
).
Sau khi trộn ta có:
+ 3+ -
3
4
-3
NH
NH Fe F
C = C = 1 M; C =10 M; C = 0,1 M 2
Các quá trình xảy ra:
Trong dung dịch B: Fe
3+
tồn tại chủ yếu dưới dạng phức Floro (
- 3+
F Fe
C C
>>
).
Fe
3+
+ F
-
ƒ
FeF
2+
β
)
3+
2 3
-3 3+ - - -
1 2 3
Fe
C =10 = Fe 1+β F +β F +β F
Coi
-
-
F
[F ] C 0,1
≈ =
25