Cách cân bằng phương trình hóa học trên máy tính
su dung may tinh casio fx570 de can bang pthhBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1003.72 KB, 10 trang ) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH DƯƠNG hóa học là một trong những bài tập mà học sinh thường sai nhiều nhất. Ở cấp THCS lớp 8 bắt đầu làm quen môn HÓA HỌC và lập phương trình hóa học là một trong những nội dung trọng tâm nhất. Trong khi đó đa số học sinh khó cân bằng hệ số các chất (gọi tắt là cân bằng) hoặc cân bằng không được do gặp những phương trình hóa học khó hoặc phức tạp. Đó là do giáo viên không hướng dẫn phương pháp cân bằng phương trình hóa học. Do đó tôi đã nghiên cứu và tìm tòi ra phương pháp dùng máy tính casio để xác định các hệ số các chất trong phương trình hóa học. Với cách làm này vừa giúp học sinh xác định chính xác các hệ số các chất có trong phương trình hóa học mà còn giúp phát triển kỹ năng sử dụng máy tính casio để giải bài tập. Nên tôi đã thực hiện chuyên đề HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO FX 570 ĐỂ CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC áp dụng cho học sinh lớp 8 (trung học cơ sở) nói riêng và cả học sinh phổ thông trung học. trang 3 I. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO FX570 1. Giới thiệu máy tính casio fx 570 và hướng dẫn cách sử dụng Mở máy để sử dụng: ấn phím ON Tắt máy: ấn phím SHIFT + OFF Hướng dẫn cách giải hệ phương trình: Ấn MODE, bấm tiếp số 5. Màn hình hiện ra trang 4 Ấn phím số 1 nếu giải hệ phương trình bậc 1 hai ẩn (anX+bnY=cn). a1x + b1y = c1 a2x + b2y = c2 Ấn phím số 2 nếu giải hệ phương trình bậc 1 ba ẩn (anX+bnY+cnZ=dn). a1x + b1y + c1z = d1 a2x + b2y + c2z = d2 a3x + b3y + c3z = d3 (Đối với các dòng máy casio khác nên xem hướng dẫn trước khi tính toán) * Cách giải hệ phương trình bậc 1 hai ẩn Nhập các hệ số: ấn các hệ số tương ứng: a1 + =; b1 + =; c1 + = a2 + =; b2 + =; c2 + = Khi nhập xong hệ số cuối cùng và ấn dấu = ta được màn hình kết quả * Cách giải hệ phương trình bậc 1 ba ẩn Tương tự như cách giải hệ phương trình bậc 1 hai ẩn * Cách đổi số thập phân sang phân số: ấn shift + ab/c Thí dụ: 3:2 = 1.5, sau đó ấn ấn shift + ab/c sẽ được 32 II. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO FX 570 ĐỂ CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC trang 5 Thí dụ 1: Fe + Cl2 ---> FeCl3 Ta gán mỗi chất một hệ số: aFe + bCl2 ---> cFeCl3 Ta có: Fe: a = c Cl: 2b = 3c Chọn a = 1 ta có hệ phương trình sau: c = 1 có nghĩa là 2b 3c = 0 0 x + 1 y = 1 2 x 3 y = 0 Cách bấm máy tính như sau: Nhập các hệ số lần lượt a1 = 0; b1 = 1; c1 = 1 a2 = 2; b2 = -3; c2 = 0 Kết quả máy tính sẽ là: x = 1.5; y = 1. Sau đó chuyển những nghiệm số thập phân sang phân số ta được: x = 3/2; y = 1. Có nghĩa là: b = 3/2, c = 1 và a = 1 Sau đó ta nhân các nghiệm vừa tìm với 2 để khử mẫu ở phân số a = 2, b = 3, c = 2. Ta được phương trình hóa học: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Thí dụ 2: Fe + O2 ---> Fe3O4 Ta gán mỗi chất một hệ số: aFe + bO2 ---> cFe3O4 Ta có: Fe: a = 3c O: 2b = 4c Chọn c = 1 ta có hệ phương trình sau: a = 3 có nghĩa là 2b = 4 1x + 0 y = 3 0 x + 2 y = 4 Cách bấm máy tính như sau: Nhập các hệ số lần lượt a1 = 1; b1 = 0; c1 = 3 a2 = 0; b2 = 2; c2 = 4 Kết quả máy tính sẽ là: x = 3; y = 2. Có nghĩa là: a = 3; b = 2; c = 1 Ta được phương trình hóa học: 3Fe + 2O2 Fe3O4 trang 6 Thí dụ 3: FeS2 + O2 ---> Fe2O3 + SO2 Ta gán mỗi chất một hệ số: aFeS2 + bO2 cFe2O3 + dSO2 Ta có: Fe: a = 2c S: 2a = d O: 2b = 3c + 2d Chọn a = 1 ta có hệ phương trình sau: 2c = 1 có nghĩa là d = 2 2b 3c 2d = 0 0 x + 2 y + 0 z = 1 0 x + 0 y + z = 2 2 x 3 y 2 z = 0 Cách bấm máy tính như sau: - Xác định các phương trình cần tìm ẩn số 2c = 1 d = 2 có nghĩa là 2b 3c 2d = 0 0 x + 2 y + 0 z = 1 0 x + 0 y + z = 2 2 x 3 y 2 z = 0 - Bấm nút ON trên máy tính - Bấm MODE - Chọn EQN bấm số 5 - Bấm tiếp 2 (do có 3 phương trình cần tìm ẩn số) Nhập các hệ số lần lượt a1 = 0; b1 = 2; c1 = 0; d1 = 1 a2 = 0; b2 = 0; c2 = 1; d2 = 2 a3 = 2; b3 = -3; c3 = -2; d3 = 0 Kết quả máy tính sẽ là: x = 2.75; y = 0.5; z = 2. Sau đó chuyển những nghiệm số thập phân sang phân số ta được: x = 11/4; y = 1/2; z = 2. Có nghĩa là: b = 11/4, c = 1/2, d = 2 và a = 1 Sau đó ta nhân các nghiệm vừa tìm với 4 a = 4, b = 11, c = 2, d = 8 Ta được phương trình hóa học: 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 Thí dụ 4: KMnO4 + HCl ---> MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O Ta gán mỗi chất một hệ số: aKMnO4 + bHCl cMnCl2 + dCl2 + eKCl + fH2O trang 7 K:a=e (1) Mn : a = c (2) O : 4a = f (3) H : b = 2f (4) Cl : b = 2c + 2d + e (5) (1): a = e và (2): a = c c = e Chọn a = 1 c = 1, e = 1 Ta có các phương trình sau: (3) f = 4 (4) b 2f = 0 (5) b 2d = 3 ta có hệ phương trình sau: f =4 b 2 f = 0 có nghĩa là b 2d = 3 0 x + 1 y + 0 z = 4 x 2 y + 0z = 0 x + 0 y 2z = 3 Kết quả máy tính sẽ là: x = 8; y = 4; z = 2.5. Sau đó chuyển những nghiệm số thập phân sang phân số ta được: x = 8; y = 4; z = 5/2. Có nghĩa là: b = 8, f = 4, d = 5/2 Nhân các hệ số với 2 a = 2, b = 16, c = 2, d = 5, e = 2, f = 8 Ta được phương trình hóa học: 2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O Cách bấm máy tính như sau: - Xác định các phương trình cần tìm ẩn số f =4 b 2 f = 0 có nghĩa là b 2d = 3 0 x + 1 y + 0 z = 4 x 2 y + 0z = 0 x + 0 y 2z = 3 Nhập các hệ số lần lượt a1 = 0; b1 = 1; c1 = 0; d1 = 4 a2 = 1; b2 = -2; c2 = 0; d2 = 0 a3 = 1; b3 = 0; c3 = -2; d3 = 3 trang 8 Kết quả máy tính sẽ là: x = 8; y = 4; z = 2.5. Sau đó chuyển những nghiệm số thập phân sang phân số ta được: x = 8; y = 4; z = 5/2. Có nghĩa là: b = 8, f = 4, d = 5/2 Sau đó ta nhân các hệ số với 2 a = 2, b = 16, c = 2, d = 5, e = 2, f = 8 Ta được phương trình hóa học: 2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O Thí dụ 5: Cl2 + KOH ---> KCl + KClO3 + H2O Ta gán mỗi chất một hệ số: aCl2 + bKOH cKCl + dKClO3 + eH2O Cl : 2a = c + d K:b=c+d O : b = 3d + e H : b = 2e Chọn e = 1 b = 2, ta có các phương trình sau: 2a c d = 0 có nghĩa là c + d = 2 3d = 1 2 x y z = 0 0 x + y + z = 2 0 x + 0 y + 3 z = 1 Nhập các hệ số lần lượt a1 = 2; b1 = -1; c1 = -1; d1 = 0 a2 = 0; b2 = 1; c2 = 1; d2 = 2 a3 = 0; b3 = 0; c3 = 3; d3 = 1 Kết quả máy tính sẽ là: x = 1; y = 1.666666667; z = 0.333333333. Sau đó chuyển những nghiệm số thập phân sang phân số ta được: x = 1; y = 5/3; z = 1/3. Có nghĩa là: a = 1, c = 5/3, d = 1/3 Nhân các hệ số với 3 a = 3, b = 6, c = 5, d = 1, e = 3 Ta được phương trình hóa học: 3Cl2 + 6KOH(rắn) t0 5KCl + KClO3 + 3H2O Thí dụ 6: FeS2 + H2SO4(đ, nóng) ---> Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Ta gán mỗi chất một hệ số: aFeS2 + bH2SO4(đ, nóng) cFe2(SO4)3 + dSO2 + eH2O Fe: a = 2c (1) trang 9 S: 2a + b = 3c + d (2) H: 2b = 2e (3) O: 4b = 12c + 2d + e (4) Chọn c = 1 a = 2, ta có các phương trình sau b d = 1 2b 2e = 0 có nghĩa là 4b 2d e = 12 x y + 0 z = 1 2 x + 0 y 2 z = 0 4 x 2 y z = 12 Nhập các hệ số lần lượt a1 = 1; b1 = -1; c1 = 0; d1 = -1 a2 = 2; b2 = 0; c2 = -2; d2 = 0 a3 = 4; b3 = -2; c3 = -1; d3 = 12 Kết quả máy tính sẽ là: x = 14; y = 15; z = 14. Có nghĩa là: b = 14, d = 15, e = 14 Ta được phương trình hóa học: 2FeS2 + 14H2SO4(đ, nóng) Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O III. MỘT SỐ BÀI LUYỆN TẬP Hoàn thành các phương trình hóa học (cân bằng các phản ứng theo phương pháp đại số) 1. Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + SO2 + H2O 2. Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O 3. FeO + H2SO4(đ, nóng) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 4. Fe3O4 + HCl FeCl2 + FeCl3 + H2O 5. Mg + HNO3(rất loãng) Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O 6. K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O 7. Fe3O4 + H2SO4(đ, nóng) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 8. Ca3(PO4)2 + SiO2 + C t0 P4 + CO + CaSiO3 9. NaCrO2 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O 10. Zn + HNO3(loãng) Zn(NO3)2 + xNO2 + yNO + H2O 11. Zn + KNO3 + KOH K2ZnO2 + NH3 + H2O 12. Al + KNO2 + NaOH + H2O KAlO2 + NaAlO2 + NH3 trang 10 13. Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 14. FeS2 + H2SO4(đ, nóng) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Với những phương trình hóa học trên, nếu học sinh xác định các hệ số của các chất trước và sau phản ứng phải mất rất nhiều thời gian. Nhưng với việc hướng dẫn học sinh sử dụng máy tính casio fx 570 để xác định hệ số sẽ giúp học sinh làm rất nhanh. Sau đây là bảng so sánh tốc độ làm việc trước và sau khi sử dụng phương pháp đại số Chưa sử dụng máy tính Học sinh giỏi-khá Học sinh trung bình casio Thời gian Mất từ 5 20 phút Mất từ 8 30 phút Sau khi sử dụng máy tính casio Thời gian Mất 3-5 phút Mất 5-10 phút Từ đó, nếu học sinh sử dụng máy tính casio thì thời gian sẽ rút ngắn rất nhiều. Tuy nhiên giáo viên cần phải rèn luyện kỹ năng sử dụng máy tính casio thường xuyên cho học sinh, giúp học sinh phát triển kỹ năng và cách làm. IV. KẾT LUẬN Với việc viết đúng phương trình hoá học sẽ giúp học sinh học tốt hơn môn hoá học. Vì các bài toán hoá học có liên quan rất nhiều đến phương trình hoá học. Với việc sử dụng máy tính casio để xác định các hệ số đã cải thiện tốc độ làm việc và mang lại hiệu quả rất cao. trang 11 |
