Xây dựng mối quan hệ công thức tính toán hóa học 8

ng công thức không được linh hoạt, thiếu tính sáng tạo và thiếu tư duy lôgic).
	Thực vậy, khi dạy bài “Chuyển đổi giữa khối lượng- lượng chất và thể tích”, chúng ta biết rằng trong công thức quan hệ giữa các 3 đại lượng là khối lượng (m) và lượng chất (n) có liên quan đến việc tính khối lượng phân tử (M) của chất. Để học sinh tính được khối lượng phân tử của chất thì giáo viên phải đề ra yêu cầu tối thiểu đối với từng học sinh phải nắm được nguyên tử khối của các nguyên tố hóa học bằng cách cho học thuộc bài ca “Nguyên tử khối”:
	“ Hidro là một; Mười hai cột Cacbon
	Nitơ mười bốn tròn; Oxi trăng mười sáu 
	Natri hay láu táu, nhảy nhót lên hai ba.
	Khiến Magie gần nhà, ngậm ngùi nhận hai bốn.
	Hai bảy Nhôm la lớn, cạnh tôi hai tám Silic đây.
	Ba mốt, ba hai là Lưu huỳnh, Phốtpho.
	Khác người thật là tài, Clo 35,5 đó.
	Sắt năm sáu mâu thuẫn với Kẽm sáu lăm.”
Hoặc dựa vào công thức tính nguyên tử khối cho 20 nguyên tố hóa học đầu tiên theo số thứ tự (hay số proton = số electron) là:
	 + Đối với các nguyên tố thuộc nhóm lẻ: nhóm I, III; V; VII) trừ nguyên tố Nitơ.
Số thứ tự . 2 + 1 = nguyên tử khối
	 + Đối với các nguyên tố thuộc nhóm chẵn: nhóm II; IV; VI ) trừ nguyên tố Beri.
Số thứ tự . 2 + 0 = nguyên tử khối	
Nhóm I
Nhóm II
Nhóm III
Nhóm IV
Nhóm V
Nhóm VI
Nhóm VII
Nhóm VIII
1H
2He
3Li
(3.2 + 1 
= 7)
4Be
(4.2 + 1 = 9)
5B
(5.2 + 1 = 11)
6C
(6.2 + 0 = 12)
7N
(7.2 + 0 = 14)
8O
(8.2 + 0 = 16)
9F
(9.2 + 1=19)
10Ne
(10.2 + 0 = 20)
11Na
(11.2 + 1 
= 23)
12Mg
(12.2 + 0 = 24)
13Al
(13.2 + 1 = 27)
14Si
(14.2 + 0 = 28)
15P
(15.2 + 1 = 31)
16S
(16.2 + 0 = 32)
17Cl
(17.2+1,5 = 35,5)
18Ar
(18.2 + 0 = 36)
19K
(19.2 + 1
 = 39)
20Ca
(20.2 + 0
= 7)
	Tiếp đến hình thành kĩ năng tính toán khối lượng phân tử (nguyên tử) qua trò chơi “Cân trọng lượng” như sau: Một nhóm học sinh A có 3 người, trong đó người thứ nhất nặng 30 kg, người thứ hai nặng 35 kg, người thứ ba nặng 40 kg. Hỏi tổng khối lượng của nhóm cân nặng là bao nhiêu kg? (đáp án: 105 kg). 
Một nhóm học sinh B khác có 2 người thứ nhất, 3 người thứ hai và 4 người thứ ba như ở nhóm HS A. Hỏi tổng khối lượng của nhóm cân nặng bao nhiêu? (đáp án: 210 kg).
Chính trò chơi nhỏ trên đã giúp các em hiểu thực chất muốn tính khối lượng của một phân tử chính bằng tổng khối lượng của các nguyên tử trong phân tử đó. Lúc đó, giáo viên yêu cầu học sinh vận dụng tính phân tử khối của các hợp chất và đây cũng là cơ sở để giáo viên hướng dẫn HS tính phân tử khối của hợp chất khi biết công thức hóa học của chất. 
Ví như: Tính phân tử khối của hợp chất gồm 2H, 1S và 4O. (đáp án: 2.1 + 1.32 + 4.16 = 98 đvC) từ đây khi dẫn qua bài Công thức hóa học, giáo viên lại yêu cầu tính phân tử khối của hợp chất Axit sunfuric có công thức hóa học (H2SO4) thì đáp án cũng là: 2.1 + 1.32 + 4.16 = 98 đvC.
Tiếp theo giáo viên yêu cầu HS hiểu kí hiệu của từng đại lượng trong công thức: Lượng chất (số mol) kí hiệu là n và đơn vị là mol; khối lượng chất (tan) kí hiệu là m và đơn vị là gam và khối lượng mol (nguyên tử khối hay phân tử khối) kí hiệu là M và đơn vị là gam/mol. Qua một số bài tập minh họa, HS rút ra công thức tính toán quan hệ giữa các đại lượng trên là n = (1) (đây là công thức gốc – công thức cơ bản) rồi HS biến đổi sang công thức tương đương (1.1) và (1.2) sau: M = (1.1) và m = n.M (1.2). 
Thực tế nhiều HS không thể nhớ công thức (1.1) và (1.2) một phần do không giỏi về kĩ năng biến đổi toán học, suy luận tương đương trong một biểu thức. Do đó để giúp HS dễ nhớ và dễ vận dụng công thức tương đương tốt hơn, chúng ta biểu diễn công thức (1) thành sơ đồ “tam giác vuông” với mỗi đỉnh của một tam giác là đại diện cho một đại lượng trong công thức (1). Lưu ý GV nên lấy đại lượng m là đỉnh trên cùng, n là đỉnh góc vuông và M là đỉnh còn lại, để HS nhìn vào sơ đồ là biết ngay công thức gốc và công thức tương đương
* Công thức liên hệ giữa khối lượng và lượng chất:
 m 	 m là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép nhân
 	 (1)	 	n, M là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép chia
	 n	 M n là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	M = (1.1)
n = (1)
	m = n.M (1.2)
Cứ như vậy, qua những bài học tiếp theo GV lại hình thành các công thức tính toán
* Công thức liên hệ thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn:
 V 	 V là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép nhân
 	 (2)	 n, 22,4 là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép chia
	 n	 22,4 n là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	 22,4 = (2.1)
n = (2)
V = n. 22,4 (2.2)
* Công thức tính tỉ khối đối với chất khí d(A/B) = x (số thực) = x 
 MA 	 MA là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép nhân
 	 (0)	 x, MB là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép chia
	 MB x MB là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	x = (0.1)
 MB = (0)
	MA = x.MB (0.2)
* Công thức liên hệ giữa mdd, mct và mdm. Đây là công thức ngoại lệ không áp dụng như trên
 mdd 	 mdd là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép cộng
 	 (3)	 mdm, mct là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép trừ
	 mct mdm mct là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	mdm = mdd – mct (3.1)
mct = mdd - mdm (3)
	mdd = mct + mdm (3.2)
* Công thức tính nồng độ phần trăm của dung dịch:
 mct 100% mct là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép nhân
 	 (4)	 C%, mdd là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép chia
 C% mdd C% là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	mdd = (4.1)
C% = (4)	
mct = (4.2)
* Công thức liên hệ nồng độ mol/lít:
 n 	 n là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép nhân
 	 (5)	CM, V là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép chia
	 CM	 V CM là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	V = (5.1)
CM = (5) n = CM .V (5.2)
* Công thức tính liên hệ giữa khối riêng, khối lượng dung dịch và thể tích dung dịch:
 mdd 	 mdd là đỉnh trên nhìn xuống cạnh là phép nhân
 	 (6)	 Vdd, D là đỉnh dưới nhìn lên cạnh là phép chia
	 D	 Vdd D là đỉnh góc vuông là công thức gốc (cơ bản)
	Vdd = (6.1)
D = (6)
	mdd = D. Vdd (6.2)
1.3. Bước 3: Xây dựng mối quan hệ giữa các công thức tính toán 
 Vdd (ml)
 (6) mdd mdm	Tính theo
 D 	 (3)	phương trình hóa học 
	 C% (4) mct
	 (1)	n
	 M 22,4
	(5)	 (2)	
	 CM	 V(đktc)	
Hình 1: Sơ đồ mối quan hệ công thức tính toán hóa học
Từ công thức (1) và công thức (2) giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét giữa hai công thức này chúng có đại lượng nào giống nhau (đó là đại lượng số mol - n). Vậy chúng ta kết nối hai công thức này thông qua đại lượng số mol làm điểm chung. 
 mct Tính theo PTHH
 M (1) n 22,4
	 (2)
	 	 V(đktc)	
Mỗi tam giác ứng với một công thức gồm 3 đại lượng, nếu ta biết 2 đại lượng thì ta tính được đại lượng còn lại. Do đó khi ta tính được các đại lượng trong công thức (1) thì ta tính được các đại lượng trong công thức (2).
Ngoài ra khi dạy đến bài “Tính theo phương trình hóa học” chúng ta cũng tính được số mol các chất trong một phản ứng khi biết số mol một chất (theo đề cho), và số mol này là đại lượng n trong 2 công thức (1) và (2).
	Giáo viên xây dựng công thức đến đâu thì kết nối các công thức tương tự như trên ta sẽ được (Hình 1) “Sơ đồ mối quan hệ công thức tính toán hóa học”. Từ đó giáo viên xây dựng các dạng bài tập thuận - nghịch khác nhau một cách đơn giản, chính xác và học sinh chỉ cần nắm kĩ năng biến đổi công thức tương đương và sử dụng “Sơ đồ mối quan hệ công thức tính toán hóa học” thì các em có thể giải ra các đại lượng khác nhau mà đề yêu cầu với cách tư duy logic, suy luận khoa học, dễ vận dụng và đảm bảo chính xác cho dù đó là học sinh ở trình độ học lực yếu – trung bình.
	1.4. Bước 4: Kiểm tra và đánh giá từng học sinh
	Thông qua một số bài tập trên lớp (một số ví dụ minh họa), yêu cầu học sinh vận dụng giải bài tập và giáo viên kiểm tra thực tế trên từng đối tượng học sinh để đánh giá khả năng hiểu biết của các em. Giáo viên kết hợp đôi bạn cùng tiến để trao đổi bài với nhau nhưng khi gọi học sinh lên bảng giải thì ưu tiên gọi học sinh bị kèm hoặc học sinh yếu, trung bình.
MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA:
Ví dụ 1: Tính thể tích khí H2 ở (đktc), biết có 0,2 gam khí H2.
Bài giải:
 - Nhìn vào sơ đồ: với 2 công thức (1) và (2) ta thấy:
+ Tam giác có công thức (1) đã biết được 2 đại lượng là mH2 và MH2 nên tính được đại lượng n theo công thức (1): n = = = 0,1 mol
+ Vậy lúc này ở Tam giác có công thức (2) đã có 2 đại lượng đã biết là n và 22,4 nên tính được đại lượng V (đktc) theo công thức (2.1):
VH2 = n. 22,4 = 0,1. 22,4 = 2,24 (lít) (Đáp án VH2 = 2,24 lít)
Ví dụ 2: Đem 6,5 gam Zn tác dụng với V ml dung dịch axit clohidric (HCl) 2M, sau phản ứng thu được m gam muối ZnCl2 và V lít khí H2 thoát ra ở đktc.
Viết phương trình hóa học xảy ra
Tính V ml dung dịch axit clohidric (HCl) 2M 
Tính m gam muối ZnCl2 
Tính V lít khí H2 thoát ra ở điều kiện tiêu chuẩn.
Bài giải:
Zn + 2HCl à ZnCl2 + H2
0,1 ---> 0,2 ----> 0,1 ----> 0,1 mol
nZn = = = 0,1 mol
Như vậy ta đã tính được số mol của các chất theo phương trình hóa học, nghĩa là ta tính được đại lượng n của mỗi chất. Do đó, dựa vào “Sơ đồ mối quan hệ các công thức tính toán hóa học 8” thì mỗi tam giác có công thức (1); (2); (5) đều đã có 2 đại lượng nên ta sẽ tính được theo yêu cầu bài toán:
CM (HCl)= = = 0,1 lít = 100ml
mZnCl2 = n. M = 0,1 . 127 = 12,7 gam
VH2 = n. 22,4 = 0,1 .22,4 = 2,24 lít
Ví dụ 3: Đem m gam Al tác dụng với V ml dung dịch axit sunfuric H2SO4 4,9 % vừa đủ (d = 1,4 gam/ml), sau phản ứng thu được x gam muối Al2(SO4)3 và 6,72 lít khí H2 thoát ra ở điều kiện tiêu chuẩn.
Viết phương trình hóa học xảy ra
Tính m gam Al và x gam muối Al2(SO4)3
Tính V ml dung dịch H2SO4 đã dùng.
	Bài giải:
a) 2Al + 3H2SO4 à Al2(SO4)3 + 3H2
 0,2 <--- 0,3 <---- 0,1 <---- 0,3 mol
nH2 = = = 0,3 mol
Như vậy ta đã tính được số mol của các chất theo phương trình hóa học, nghĩa là ta tính được đại lượng n (số mol) của Al; H2SO4 và Al2(SO4)3. Do đó, dựa vào “Sơ đồ mối quan hệ công thức tính toán hóa học” thì tam giác có công thức (1); (4); (6) đều đã có 2 đại lượng nên ta sẽ tính được theo yêu cầu bài toán:
b) Theo tam giác có công thức (1) ta có:
mAl= n.M= 0,2. 27 = 5,4 gam 
 mAl2(SO4)3= n.M= 0,1. 342 = 34,2 gam 
c) Theo tam giác có công thức (1) ta có: m