ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
ĐINH THỊ GIANG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KHÁCH
QUAN DÙNG ĐỂ KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ KIẾN THỨC HỌC
PHẦN HÓA PHÂN TÍCH
CHƯƠNG CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG DUNG DỊCH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Chuyên ngành : Hóa Phân Tích
Mã số : 60.44.29
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐÀO THỊ PHƯƠNG DIỆP THÁI NGUYÊN - 2008

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Lời cảm ơn
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn
PGS – TS Đào Thị Phƣơng Diệp đã hết lòng tận tình hƣớng dẫn
và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận
LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC MỞ ĐẦU
1

Chương 1: Tổng quan

1.1.
Cơ sở lý thuyết về tính toán cân bằng tạo phức và chuẩn độ tạo phức
4
1.1.1
Cơ sở lý thuyết về tính toán cân bằng tạo phức
4
1.1.2
Cơ sở lý thuyết về các phƣơng pháp chuẩn độ tạo phức
8
1.2
Tổng quan về phƣơng pháp trắc nghiệm khách quan
17
1.2.1
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng phƣơng pháp trắc nghiệm trên thế
giới và ở Việt Nam và quá trình dạy học

17

Câu ghép đôi
93

Đáp án
101

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
106

KẾT LUẬN CHUNG
114

TÀI LIỆU THAM KHẢO
116
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Danh mục các chữ viết tắt
Trang
TDKL: Định luật tác dụng khối l-ợng.
6
BTNĐ: Bảo toàn nồng độ.
6
ĐKP: Điều kiện proton.
8
MK: Mức không.
8

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Danh môc c¸c b¶ng biÓu
Trang
Bảng 1-1: So sánh ƣu điểm phƣơng pháp trắc nghiệm khách quan
và trắc nghiệm tự luận
21
Bảng 1-2: So sánh dạng câu hỏi trắc nghiệm khách quan và trắc
nghiệm tự luận.
22
Bảng 1- 3: Minh hoạ về độ phân biệt, không phân biệt, phân biệt âm.
36
Bảng 1- 4: Sử dụng sự phân tích câu hỏi trong kế hoạch chỉnh lý để
tăng độ phân biệt.
37
Bảng 3-1:Bảng tổng hợp kết quả số sinh viên đạt điểm x
i

107
Bảng 3-2: Bảng tổng hợp kêt quả kiểm tra
108
Bảng 3-3: Bảng đánh giá chỉ số khó (K), chỉ số phân biệt (P) phần
định tính (cân bằng tạo phức)
108
Bảng 3-4: Bảng đánh giá chỉ số khó (K), chỉ số phân biệt (P) phần
định lƣợng (chuẩn độ tạo phức)
109

học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề ”
Từ mục tiêu đặt ra đối với nền giáo dục, các biện pháp được cụ thể được đặt
ra. Trong đó : Đổi mới phương pháp dạy học và đổi mới phương pháp kiểm tra,
đánh giá là hai biện pháp rất quan trọng.
Hiện nay ở các trường Đại học, Cao đẳng và trung học chuyên nghiệp ở nước
ta đã và đang sử dụng chủ yếu là phương pháp kiểm tra truyền thống như: Kiểm tra
tự luận, kiểm tra vấn đáp Các phương pháp này giúp giáo viên đánh giá được chất
lượng học tập, mức độ tiếp thu kiến thức, vai trò chủ động sáng tạo của sinh viên
trong việc giải quyết vấn đề. Nhưng có nhược điểm là mất nhiều thời gian mà kiểm
tra được ít khối lượng kiến thức, việc cho điểm lại phụ thuộc vào đánh giá chủ quan
người chấm. Vì vậy, trong quá trình dạy học người ta sử dụng phương pháp kiểm
tra trắc nghiệm khách quan để khắc phục nhược điểm của phương pháp kiểm tra
truyền thống và nâng cao hiệu quả dạy học.
Phương pháp trắc nghiệm khách quan được sử dụng hợp lý đã chứng tỏ là
phương pháp phù hợp với đòi hỏi của thời đại vì chỉ trong thời gian ngắn đã kiểm tra
được nhiều khía cạnh của kiến thức, đi sâu vào các khía cạnh của kiến thức, kỹ năng,
phản ứng nhanh của sinh viên, lại cho kết quả một cách khách quan, nhanh chóng.
Các nước trên thế giới đã sử dụng khá phổ biến phương pháp trắc nghiệm khách
quan. Ở Việt Nam bắt đầu áp dụng trên diện rộng cho kỳ thi tốt nghiệp THPT và thi
http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
Đại học từ năm 2007 cho một số môn. Nhưng hiện nay, phương pháp này đang được
mở rộng áp dụng hơn và có xu hướng sử dụng phổ biến ở các trường THPT.
Tuy nhiên, việc biên soạn và áp dụng các bài trắc nghiệm khách quan vào
kiểm tra - đánh giá các môn học ở Trường Đại học, Cao đẳng và trung học chuyên
nghiệp vẫn còn nhiều hạn chế. Vì vậy, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “ Xây dựng hệ
thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan dùng để kiểm tra đánh giá kiến thức học
phần Hóa phân tích, chương Cân bằng tạo phức trong dung dịch”
2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài
2.1. Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu thực nghiệm sư phạm: Sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm
khách quan đã xây dựng được để tiến hành kiểm tra - đánh giá kiến thức của sinh
viên khoa Hóa trường Đại học Sư phạm. Xử lý kết quả kiểm tra để đánh giá độ
khó, độ phân biệt và mức độ hợp lý, phù hợp của các câu hỏi.
5. Giả thuyết khoa học
- Nếu vận dụng tốt lý thuyết về trắc nghiệm khách quan để xây dựng thành
công hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan học phần Hóa phân tích, chương Cân
bằng tạo phức và Chuẩn độ phức chất sẽ giúp cho việc kiểm tra - đánh giá kết quả
học tập của sinh viên một cách hiệu quả, góp phần nâng cao chất lượng dạy học.
- Sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan chương Cân bằng tạo
phức và Chuẩn độ phức chất, học phần Hóa phân tích cho sinh viên sẽ giúp họ chủ
động và tích cực hơn trong học tập.
6. Những đóng góp của đề tài

- Áp dụng quy trình xây dựng câu hỏi trắc nghiệm khách quan đã xây dựng
được bộ câu hỏi trắc nghiệm học phần Hóa phân tích, chương chương Cân bằng tạo
phức và Chuẩn độ phức chất , dành cho hệ Cao đẳng và Đại học Sư phạm.
- Xây dựng các đề kiểm tra tạo cơ sở xác định giá trị của bộ câu hỏi.
- Định hướng được việc sử dụng câu hỏi trắc nghiệm học phần Hóa phân
tích, chương Cân bằng tạo phức và Chuẩn độ phức chất trong các khâu của quá
trình dạy học.

http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Cơ sở lí thuyết về tính toán cân bằng tạo phức và các phƣơng pháp chuẩn
độ tạo phức
1.1.1. Cơ sở lí thuyết về tính toán cân bằng tạo phức [3], [5], [7], [9], [12]
1.1.1.1. Một số khái niệm chung về phức chất

 
 
1
2
22
1
1

n
n n n
n
ML
M L ML k
ML
ML
ML L ML k
ML
ML
ML L ML k
ML L









k







 được gọi là hằng số tạo thành tổng hợp hay hằng số bền tổng hợp 
1
= k
1
; 
2
=
k
1
. k
2
; 
3
= k
1
. k
2
. k
3
, …., 
n
=
1
n

-1
)
http://www.lrc-tnu.edu.vn
6
đặc trưng cho tính không bền của phức chất. Vì vậy các giá trị này đuợc gọi là hằng số
không bền từng nấc (k
-1
) hoặc hằng số không bền tổng quát (
-1
).
Đối với phức nhiều nhân thì hằng số tạo thành tổng hợp có thêm chỉ số cho biết số
lượng ion trung tâm chỉ số này để sau chỉ số phối tử ( ví dụ phức Ag
2
I

có hằng số bền

62
=10
30
)
1.1.1.2. Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử trong phản ứng tạo phức
Trong trường hợp tổng quát để tính cân bằng tạo phức cần tiến hành các bước sau:
- Mô tả đầy đủ các cân bằng xảy ra.
- Đánh giá mức độ của các quá trình phụ (ví dụ: sự tạo phức hiđroxo, sự
proton hoá của phối tử ). Thông thường ở pH rất thấp thì có thể coi sự tạo phức
hiđroxo xảy ra không đáng kể và ở pH cao thì sự proton hoá của phối tử là không
quan trọng. Trong điều kiện thuận lợi khi biết được pH của dung dịch có thể đánh
giá định lượng hơn.
- Nếu sự tạo phức xảy ra từng nấc thì có thể so sánh mức độ xảy ra giữa các

>> C
Ag
+
. Mặt khác, β
2
( 10
7,24
)>> β
1
(10
3,32
). Vậy
phức tồn tại chủ yếu trong dung dịch là Ag(NH
3
)
2
+
.

http://www.lrc-tnu.edu.vn
7
b. Ion trung tâm rất dư so với phối tử C
M
>> C
L
có thể coi phối tử tham gia tạo
phức hết với ion trung tâm. Để tạo thành phức có số phối trí thấp nhất, khi đó có
thể tính theo định luật TDKL (nếu các quá trình phụ không đáng kể).
Ví dụ 2: Một dung dịch gồm Fe
3+

Ví dụ 3: Tính cân bằng trong dung dịch gồm Cd
2+
0,0010M và Br
-
1M.
Xét các điều kiện gần đúng: C
Br
-
>> C
Cd
2+
, các giá trị β
1
(10
1,95
)≈ β
2
( 10
2,49
)≈ β
3
( 10
2,34
)≈
β
4
( 10
1,64
). Nên không có dạng phức nào chiếm ưu thế.
d. Trường hợp phản ứng tạo phức được thực hiện trong những điều kiện xác

ML
ML





Với [ML]' là tổng nồng độ các dạng phức giữa M và L.
[M'] là tổng nồng độ các dạng tồn tại của M không tạo phức với L
(ví dụ ở đây [M]' = [M] + [MOH] + [MX])
[L'] là tổng nồng độ các dạng tồn tại của L không tạo phức với M
http://www.lrc-tnu.edu.vn
8
(ví dụ : [L'] = [L
-
] + [HL]).
Việc tính thường được tiến hành theo định luật TDKL áp dụng cho cân bằng tạo
phức chính với hằng số '.
Ví dụ 4: Tính cân bằng trong dung dịch Pb
2+
0,010M và CH
3
COO
-
1,0M ở
pH= 2. β’ = 0,573.
e. Nếu trong dung dịch có các cân bằng liên quan đến phản ứng axit - bazơ có
thể tính cân bằng theo ĐKP với MK là TPGH hoặc MK là TPBĐ
1.1.2. Cơ sở lí thuyết các phương pháp chuẩn độ tạo phức [6], [11]; [12]; [18]
Trong phương pháp thể tích, người ta thường dùng các phương pháp chuẩn độ

2
H
2
Y
gọi là Complexon III (nhưng vẫn quen quy ước là EDTA).
EDTA tạo phức bền với các ion kim loại và trong hầu hết trường hợp phản
ứng tạo phức xảy ra theo tỉ lệ ion kim loại : Thuốc thử là 1: 1 , hằng số bền  của
phản ứng tạo phức lớn.
Các phép chuẩn độ Complexon thường tiến hành khi có mặt các chất tạo phức
phụ để duy trì pH xác định nhằm ngăn ngừa sự xuất hiện kết tủa hiđrat kim loại.
http://www.lrc-tnu.edu.vn
9
Trong trường hợp tổng quát các quá trình chủ yếu diễn ra khi chuẩn độ như sau:
Sự phân li của thuốc thử:

4 3 1
2
3 2 2
23
23
34
4
(1)
(2)
(3)
(4)
a
a
a
a

nn
nn
n
j
nj
j
M H O MOH H
M H O M OH H
M jH O M OH jH
jN



   
   









Sự tạo phức của ion kim loại với chất tạo phức phụ X.

1
22
(8)
2 (9)

MY
(n-4)

MY
(11)
Ngoài ra, còn có thể có sự tạo phức chứa proton hoặc tạo phức hiđroxo của
phức tạo thành.
MY + H
+


MHY K
MHY
(12)
MY + OH
-


MOHY K
MOHY
(13)
(Không ghi điện tích ion phức).
Việc tính cân bằng khi chuẩn độ tạo phức là rất phức tạp.Vậy để đơn giản khi
tính đường chuẩn độ, người ta thường dùng phương pháp gần đúng dựa trên việc sử
dụng hằng số bền điều kiện:
http://www.lrc-tnu.edu.vn
10
' =
 
   

  

(17)
Từ (17), (5), (10) ta có:

     
11
' 1 *
NN
j
n
in
Jn
M M H X






  




(18)
[Y]’ = tổng nồng độ các dạng tồn tại của EDTA trừ các dạng tạo phức với ion kim loại.
[Y’] = [Y] + [HY] + [H
2
Y] + [H


(21)

MY
= (1 + K
MHY
[H
+
] + K
MOHY
[OH
-
])
-1
(22)

M
=
 
1
'
*
11
1
j
NN
n
jn
jn
B H X

b. Đường chuẩn độ.
Ta xét trường hợp tổng quát khi chuẩn độ V
o
ml dung dịch ion kim loại M
n+

nồng độ C
o
mol/l bằng dung dịch EDTA C mol/l (thể tích thuốc thử V
i
).
Theo định luật bảo toàn khối lượng:
C
M
=
00
0i
CV
VV
= [M]'

+ [MY]' (25)
C
Y
=
0
i
i
CV
VV

(28)
Trường hợp phản ứng chuẩn độ xảy ra với hằng số bền của phức lớn ('≥10
8
)
thì khi chuẩn độ có thể coi sự phân li của phức không đáng kể trong điều kiện có dư
ion kim loại hoặc thuốc thử. Cụ thể:
* Trước điểm tương đương: P < 1, [M]' >> [Y]'  P-1 = - [M]'
0
00
i
VV
CV

(29)
 [M]' = - (P-1)
0 0 0
00
i
ii
C V C V CV
V V V V




* Sau điểm tương đương: P > 1, [M]' << [Y]' nên P-1 = [Y]'
0
00
i
VV

Y
M V V



(32)
Thay (32) vào (30) ta có:
http://www.lrc-tnu.edu.vn
12
P-1 =
 
 
00
00
1 1 1
'
' ' '( 1) '
i
CV
M
M P CV C V
  
  


Ở sát điểm tương đương lượng dư ion kim loại hoặc thuốc thử rất bé và cùng cỡ
với lượng tạo thành do sự phân li của phức MY, thì phải giải chính xác bằng cách tổ
hợp (28), (32) và chú ý rằng:

0 0 0

 
00
00
1
'0
'
CC CC
qM
C C C C



(34)
Giải phương trình cho phép đánh giá nồng độ [M]' tại khu vực sát điểm tương đương.
* Tại điểm tương đuơng, q = 0 nên từ (34) có: [M'] =
0
0
1
'
CC
CC


(35)
Để xác định đường chuẩn độ ta vẽ đồ thị phụ thuộc pM - P. Dĩ nhiên [M] = [M]'
M
.
pM = pM' - lg
M




   



(36)
Phương trình sai số chuẩn độ : q =
 
 
0
0
11
( ' )
' ' '
MY MY
CC
M
M CC



(37)
1.1.2.2. Chất chỉ thị trongchuẩn độ Complexon.
Để xác định điểm dừng trong chuẩn độ Complexon, người ta dùng một số loại
chất chỉ thị.
http://www.lrc-tnu.edu.vn
13
1. Chất chỉ thị màu kim loại: Là những thuốc nhuộm hữu cơ tạo được với ion
kim loại phức có màu đặc trưng, khác màu của chất chỉ thị. Đây là chỉ thị quan

là: Eriocrom đen T và Murexit.
* Sự chuyển màu và độ nhạy của các chất chỉ thị kim loại theo lý thuyết về
chất chỉ thị thì các chất chỉ thị màu kim loại sẽ có cân bằng tạo phức với ion kim
loại như sau:
In + M

MIn '
[MIn]'
'
[M]'[In]'
MIn

(38)
Ở đây: [MIn]': Tổng nồng độ các dạng tồn tại của phức giữa chất chỉ thị và kim loại
[MIn]'= [MIn] + [MHIn] + [MIn
2
]…….(để đơn giản chúng tôi
không ghi điện tích ion).
http://www.lrc-tnu.edu.vn
14
[M]': Tổng nồng độ của kim loại ở dạng không tạo phức với các chất chỉ thị
và với EDTA.

N' N
jn
j=1 n=1
[M]' = [M] + [M(OH) ] + [MX ]


  




*

j
: hằng số tạo phức hiđroxo

n
: Hằng số tạo phức MX
n1 2 3
32
1 1 2 1 2 3
a a a
In
a a a a a a
K K K
h K h K K h K K K


  

Đối với chất chỉ thị H
3

 
'
'
MIn
In

p có sự chuyển màu rõ thì [M]' =
'
MIn
p

và pM’ = lg'
MIn
- lgp
Giả sử p = 1 nghĩa là sự chuyển màu xảy ra khi 50% nồng độ chất chỉ thị tồn
tại ở dạng phúc với kim loại và 50% ở dạng tự do thì pM' = lg'
MIn
.
Tính được 
’
MIn
ta có thể đánh giá pM tại điểm chuyển màu và đánh giá được
sai số chuẩn độ.
1.1.2.3. Các phương pháp chuẩn độ Complexon
Tuỳ thuộc vào đối tượng phân tích, có thể sử dụng các phương pháp chuẩn độ
khác nhau.
http://www.lrc-tnu.edu.vn
15
a. Chuẩn độ trực tiếp.
Trong phương pháp này, người ta điều chỉnh pH thích hợp của dung dịch


MIn: phức kim loại chỉ thị.
Để phép chuẩn độ có thể đạt tới độ chính xác cao nhất nên chọn chất chỉ thị có
lg'
MIn
càng gần với pM' tại điểm tương đương càng tốt.
b. Chuẩn độ ngược.
Sử dụng trong trường hợp không thể chuẩn độ trực tiếp ion kim loại. Như
không chọn được chất chỉ thị, phản ứng xảy ra chậm …
Nguời ta thêm vào dung dịch chuẩn độ một lượng chính xác EDTA lấy dư rồi
sau đó thiết lập các điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo phức xảy ra. Khi các phản
ứng ion kim loại M
1
tạo phức hoàn toàn với EDTA . Sau đó chuẩn độ EDTA dư
bằng một dung dịch ion kim loại M
2
đã biết nồng độ, đến khi đổi màu
chất chỉ thị từ màu của dạng chỉ thị không tạo phức sang màu của chỉ thị với M
2
.
Trong trường hợp khi phản ứng tạo phức M
2
– EDTA xảy ra không chậm thì
phải chọn kim loại chuẩn độ ngược M
2
sao cho :
12
7
10
M Y M Y

1
2
'
'
MY
MY



http://www.lrc-tnu.edu.vn
16
xảy ra thì chuẩn độ M
2
bằng EDTA
Để phản ứng trên xảy ra hoàn toàn thì phải chọn phức M
2
Y sao cho hằng số
bền điều kiện
21
''
M Y M Y


, nhưng
2
'
MY

phải lớn hơn 10
7

a. Phương pháp định lượng CN
-
bằng Ag
+

Phản ứng chuẩn độ: Ag
+
+ 2CN
-


Ag(CN)
2

lg
2
= 21,10
Tại điểm tương đương, lượng dư ion Ag
+
tạo được kết tủa với Ag(CN)
2


Ag
+
+ Ag(CN)
2


2AgCN



Phản ứng chỉ thị: Ag
+
+ I
-


AgI AgI không tan trong NH
3

Như vậy điểm dừng chuẩn độ xảy ra khi có vẩn đục AgI xuất hiện.
http://www.lrc-tnu.edu.vn
17
b. Phương pháp định lượng Cl
-
bằng Hg
2+

Khi chuẩn độ Cl
-
bằng Hg
2+
thì xảy ra phản ứng tạo phức:
Hg
2+
+ 2Cl
-



phương pháp trắc nghiệm trong ngành tâm lý học.
Năm 1969, tác giả Dương Thiệu Tống đã đưa môn trắc nghiệm và thống kê giáo
dục vào giảng dạy tại lớp cao học và tiến sỹ giáo dục tại trường Đại học Sài Gòn [20].
http://www.lrc-tnu.edu.vn
18
Năm 1971, tác giả Trần Bá Hoành đã thực hiện công trình “Thử dùng
phương pháp trắc nghiệm để điều tra tình hình nhận thức của học sinh về một số
khả năng trong chương trình sinh vật học đại cương lớp 9”.
Năm 1972, trắc nghiệm đã được sử dụng rộng rãi để ôn tập và thi tú tài. Năm
1974, kỳ thi tú tài ở Việt Nam đã sử dụng phương pháp trắc nghiệm. Năm 1976, tác
giả Nguyễn Như An dùng phương pháp trắc nghiệm trong việc thực hiện đề tài
“Bước đầu nghiên cứu nhận thức tâm lý của sinh viên Đại học sư phạm” và năm
1978 với đề tài “vận dụng kết hợp phương pháp test và phương pháp kiểm tra
truyền thống trong dạy học tâm lý học”[15], [16].
Từ thập niên 1990 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có một số giải pháp để du
nhập khoa học này. Một số tổ chức tư nhân như công ty Công nghệ giáo dục và xử
lý dữ liệu ( EDTECH) cũng đã chuẩn bị về mặt công nghệ và triển khai xây dựng
ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm. Từ năm 1996 trường Đại học Đà Lạt đã tổ chức kỳ
thi tuyển sinh vào Đại học bằng hình thức kiểm tra trắc nghiệm và có rất nhiều bộ
sách luyện thi ở khu vực phía Nam sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm được in.
Những năm đã qua đã có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học
giáo dục về đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh,
sinh viên, nhiều hội thảo khoa học nhằm trao đổi thông tin về việc cải tiến hệ thống
phương pháp kiểm tra- đánh giá kết quả học tập của sinh viên trong nước và trên thế
giới, các khóa huấn luyện và cung cấp những hiểu biết cơ bản về chất lượng giáo dục
và các phương pháp trắc nghiệm như: Đại học sư phạm Hà Nội, Đại học Vinh, Đại
học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, Đại học sư phạm Thái Nguyên [20].
Năm 2006, Bộ Giáo dục- Đào tạo áp dụng phương pháp trắc nghiệm khách
quan cho môn Tiếng Anh, năm 2007 mới áp dụng 3 môn: Lý, Hóa, Sinh. Đến nay
đã áp dụng rộng rãi trong giảng dạy ở phổ thông và sử dụng đại trà hình thức thi