Sáng kiến kinh nghiệm Cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hóa học

ùc hoá học O2
	Al2O3 -- 2Al + O2
	Quy đồng mẫu số với 2 rồi khử mẫu ta được phương trình hoá học.
	2Al2O3 4Al + 3O2
	* Nhận xét : phương pháp này áp dụng đặc biệt có hiệu quả với các phương trình có một hoặc nhiều chất là đơn chất. Tổng số chất trong phản ứng từ 3 đến 4 ( như các phản ứng giữa kim loại, phi kim với các chất khác hay các phản ứng phân huỷ tạo ra đơn chất ).
	Bí quyết 2: Cân bằng các phương trình hoá học theo phương pháp “chẵn-lẽ”.
	Để cân bằng theo phương pháp này ta làm như sau:
	Xét các chất trước và sau phản ứng. Nếu số nguyên tử của cùng một nguyên tố trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ thì đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là lẽ, sau đó tìm các hệ số còn lại.
	Ví dụ 1: Cân bằng phương trình hoá học sau.
	FeS2 + O2 -- Fe2O3 + SO2
	Ta thấy số nguyên tử oxi trong công thức hoá học O2 và công thức hoá học SO2 là chẵn còn trong công thức hoá học Fe2O3 là lẽ vậy cần đặt hệ số 2 trước công thức hoá học Fe2O3
	Cách làm:
	FeS2 + O2 --- 2Fe2O3 + SO2
	Tiếp theo ta lần lượt cân bằng nguyên tử Sắt và nguyên tử Lưu huỳnh.
	4FeS2 + O2 --- 2Fe2O3 + SO2
	4FeS2 + O2 -- 2Fe2O3 + 8SO2
	Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử oxi ta thấy ở vế phải có tổng cộng 22 nguyên tử O vậy phải thêm hệ số 11 vào trước công thức hoá học O2 ta được phương trình hoá học.
	4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
	Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hoá học sau.
	Al + CuCl2 --AlCl3 + Cu
	Ta thấy clo trong công thức hoá học CuCl2 là chẵn còn trong công thức hoá học AlCl3 là lẻ vậy. 
	Cách làm: Thêm 2 trước công thức hoá học AlCl3
	Al + CuCl2 --2AlCl3 + Cu
	Tiếp theo ta cân bằng nguyên tử clo và nguyên tử nhôm.
	2Al + 3 CuCl2 --2AlCl3 + Cu
	Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử đồng ta được phương trình hoá học.
	2Al + 3CuCl2 2AlCl3 + 3Cu
	Ví dụ 3: Lập phương trình hoá học của phản ứng.
	Fe2O3 + HCl --FeCl3 +H2O 
	Ta thấy số nguyên tử Fe trong công thức hoá học Fe2O3 là chẵn còn trong công thức hoá học FeCl3 là lẽ ta thêm 2 trước công thức hoá học FeCl3 
	Fe2O3 + HCl --2FeCl3 +H2O 
	Ta tiếp tục cân bằng nguyên tử clo
	Fe2O3 + 6HCl --2FeCl3 +H2O
	 Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử oxi 
	Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 +3H2O
	* Nhận xét : Trong các trường hợp cụ thể có thể các phương trình hoá học có nhiều nguyên tố mà ở một số là chẵn ở một số bên là lẻ do đó ta nên chọn nguyên tố có số lẻ cao hơn để cân bằng.
Ví dụ : Al + O2 --- Al2O3
	Cả nguyên tố nhôm và nguyên tử oxi trong một công thức là chẵn, một công thức là lẻ nhưng nguyên tử oxi có số lẻ cao hơn nên cân bằng nguyên tử oxi trước.
	Al + O2 --- 2Al2O3 
	Al + 3 O2 ---2Al2O3
	4Al + 3 O2 ---2Al2O3
	Nếu cân bằng công thức hoá học nhôm trước hệ số tiếp theo thường lẻ phải quy đồng khử mẫu: 2Al + O2 ---Al2O3
	2Al + O2 ---Al2O3
	Nhân các hệ số với 2 rồi khử mẫu .
	4 Al + 3O2 2Al2O3
	* Lưu ý: Với phương trình hoá học có tất cả 3 chất trong đó có 2 chất là đơn chất thì sau khi chọn được nguyên tố thích hợp để cân bằng ta có thể tìm bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó trong công thức hoá học để tìm 2 hệ số cùng lúc: 
	Ví dụ 1: Al + Cl2 ---AlCl3
	Cách làm : Ta chọn nguyên tố clo để cân bằng bội số chung nhỏ nhất của 2 chỉ số 2, 3 là 6. ta lấy 6 : 3 = 2 điền 2 trước công thức hoá học AlCl3. Lấy 6 : 2 = 3 điền 3 trước công thức hoá học Cl2 ta được.
	Al +3Cl2 ---2AlCl3
	Cân bằng nguyên tử nhôm:
	2Al + 3Cl2 2AlCl3
	Ví dụ 2: P + O2 ---P2O5
	Ta chọn oxi để cân bằng. Bội số chung nhỏ nhất của 2 và 5 là 10. lấy bội số chung trên chia cho chỉ số của nguyên tố oxi trong từng công thức hoá học để tìm hệ số.
	10 : 2 = 5 điền 5 vào trước công thức hoá học O2; 10 : 5 = 2 điền 2 vào trước công thức hoá học P2O5 ta được:
	P + 5O2 ---2P2O5
	Sau đó cân bằng nguyên tử phốt pho bằng cách thêm 4 vào trước nguyên tử P ta được phương trình hoá học.
	4P + 5O2 2P2O5
	Ví dụ 3: N2 + H2 --- NH3
	Ta chọn nguyên tử Hiđrô. Bội số chung gần nhất của 2 chỉ số, của nguyên tố Hiđrô là 6 lấy bội số chung vừa tìm được lần lượt chia cho chỉ số của các chỉ số trong từng công thức, ta tìm được các hệ số tương ứng là :
	N2 + 3H2 2NH3 
	Bí quyết 3: Cân bằng phản ứng theo phương pháp “ Đại số ”. Để cân bằng phương trình hoá học theo phương pháp này ta cần thực hiện các Bước sau:
	Bước 1: Đưa các hệ số a, b , c, d, e lần lượt vào trước công thức hoá học ở 2 vế của phương trình hoá học.
	Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở 2 vế của phương trình bằng 1 hệ phương trình đại số bậc nhất chứa các ẩn a, b, c, d, e( lưu ý để lập được các phương trình cần nắm vững tổng số nguyên tử của 1 nguyên tố ở vế trái luôn bằng tổng số nguyên tử, nguyên tố đó ở vế phải. Như vậy với 1 phương trình hoá học bất kì nếu có tổng số chất là n thì ta luôn lập được (n - 1) phương trình đại số ).
	Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số a, b, c, d, e(lưu ý vì hệ phương trình có n ẩn nhưng chỉ có ( n - 1 ) phương trình đại số nên ta chọn một giá trị bất kì cho một ẩn số nào đó sao cho dễ tìm được các hệ số còn lại theo giá trị đó, giải tìm các hệ số còn lại ).
	Bước 4: Đưa các giá trị (a, b, c, d, e) vừa tìm được vào phương trình hoá học ( nếu hệ số tìm được là phân số ta quy đồng rồi khử mẫu )
	Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học.
Cu + HNO3 --- Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
	Bước 1: Đặt các hệ số hợp thức vào phương trình hoá học.
	a Cu + b HNO3 ---c Cu(NO3)2 + d NO2 + e H2O
	Bước 2: Thiết lập hệ phương trình dựa vào mối liên hệ tổng số nguyên tử của 1 nguyên tố ở vế trái phải bằng tổng số nguyên tử của nguyên tố đó ở bên phải: Ta lập được các phương trình đại số ( 5 chất nên lập được 4 phương trình đại số ).
	Cu : a = c	(1)
	H : b = 2.e	(2)
	N : b = 2 . c + d	(3)
	O : 3b = 3.2.c + 2d + e 3b = 6c + 2d + e 	(4)
	Bước3: Giải hệ phương trình đại số trên bằng cách: chọn hệ số c = 1( có thể chọn 1 hệ số khác và 1 giá trị khác tuy vậy việc tính có thể gặp khó khăn hơn ) từ (1) a = c = 1
	Mặt khác ta có: b = 2e e = . Thay các giá trị trên vào(3) và(4) ta được.
	b = 2 + d
	3b = 6 + 2d + 5b = 12 + 4d 
	Giải hệ phương trình trên ta được: d = 2; b = 4
	b = 4 thay vào phương trình(2) ta được
	4 = 2. e e = 2
	Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm được vào phương trình hoá học ta được phương trình hoàn chỉnh: Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
	Ví dụ 2: Lập phương trình hoá học của phản ứng:
	Cu + H2SO4 đ ---CuSO4 + SO2 + H2O
	Bước 1: Đưa hệ số hợp thức vào phương trình hoá học:
	a Cu + b H2SO4 đ ---c CuSO4 + d SO2 + e H2O
	Bước 2: Cân bằng số nguyên ở hai vế của phản ứng:
	Cu : a = c	(1)
	S : b = c + d	(2)
	H : 2b = 2e	(3)
	O : 4b = 4c + 2d + e	(4)
	Bước 3: Giải hệ phương trình trên bằng cách từ phương trình (3) chọn e = 1 b = 1. Tiếp tục giải bằng cách thế giá trị b và e vào phương trình 3, 4 sau đó giải hệ ta được c = d = . Thay c = vào phương trình (1) ta được a = .
	Bước 4. Thay vào phương trình hoá học ta được :
	Cu + H2SO4đ --- CuSO4 + SO2 + H2O
	Quy đồng mẫu số với 2 rồi khử mẫu ta được phương trình hoá học:
Cu + H2SO4đ CuSO4 + SO2 + 2H2O
	* Nhận xét: Ưu điểm của phương pháp là với bất kì phương trình hoá học nào, đặc biệt là với các phương trình khó nếu áp dụng đúng ta luôn tìm được các hệ số thích hợp. Nhược điểm phương pháp này dài, giải có thể ra nghiệm là phân số việc tính toán dễ nhầm lẫn do đó mất thời gian. Nếu chỉ áp dụng phương pháp này thì khi cân bằng các phương trình khó và không giới hạn về thời gian.
	Bí quyết 4: Đây không phải là một phương pháp dễ cân bằng phương trình hoá học mà chỉ là lưu ý cho các em học sinh cân bằng. Đó là trong khi lập nhiều phương trình hoá học có rất nhiều các phương trình tương tự nhau xong các em vẫn cân bằng từng phương trình một. Điều đó rất mất thời gian ảnh hưởng đến kết quả làm bài. Do đó khi cân bằng nên phân loại phương trình hoá học tương tự nhau. Sau đó cân bằng chính xác một phương trình hoá học rồi lấy các hệ số đó điền vào các phương trình hoá học tương tự.
	Ví dụ: Cân bằng các phương trình hoá học sau:
	a. Fe + Cl2 ---FeCl3
	b. Fe2O3 + H2SO4 ---Fe2(SO4)3 + H2O
	c. Al + Br2 ---AlBr3
	d. Al2O3 + H2SO4 --- Al2(SO4)3 + H2O
	..
	Ta thấy phương trình hoá học (a) giống với phương trình hoá học (c) và phương trình hoá học (b) giống với phương trình hoá học (d). Vậy ta cân bằng phương trình (a) và (b) rồi lấy kết quả điền vào các phương trình giống nhau:
	a.	Fe + 3Cl2 ---2FeCl3
	2Fe + 3Cl2 2FeCl3
	Suy ra: phương trình hoá học của (c) là:
	2Al + 3Br2 2AlBr3
	Tương tự ta cân bằng phương trình (b)
	Fe2O3 + 3H2SO4 --- Fe2(SO4)3 + H2O
	Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
	Suy ra phương trình (d) là:
	Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O
Cũng qua các ví dụ trên ta thấy một phương trình hoá học có thể có nhiều cách cân bằng khác nhau do đó: Muốn cân bằng nhanh và chính xác đòi hỏi các em phải tự giác vận dụng thường xuyên và linh hoạt các bí quyết cân bằng vào các phương trình hoá học cụ thể để thuần thục hoàn chỉnh kỹ năng cân bằng của mình.
Qua các ví dụ trên tổ chức, thiết kế dạy học đã góp phần rất lớn và việc nâng cao chất lượng dạy học. Học sinh nắm vững chắc vừa rèn luyện kĩ năng, vừa phát triển năng lực hoạt động tư duy, phát huy khả năng sáng tạo của học sinh nó làm cho tiết học thực sự trở nên sinh động theo hướng tích cực và từ đó học sinh có thể cân băng nhanh và chính xác các phương trình hoá học để vận dụng các phươngtrình hoá học vào các bài tập có tính toán theo phương trình hoá học.
3- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.
Qua phiếu điều tra 80 học sinh ở lớp 8 theo từng năm học 2005 – 2006, năm học 2006 – 2007 và học kỳ I năm học 2007 – 2008 , tôi thu được kết quả như sau
/ Nhận thức của học sinh khi được áp dụng các bí quyết vào cân bằng hoá học theo nhóm
Năm học 2005 – 2006
 Mức độ
Ý kiến
Thích
Bình thường
Không thích
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
40
50%
15
18,75%
25
31,25%
Năm học 2006 – 2007
 Mức độ
Ý kiến
Thích
Bình thường
Không thích
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
60
75%
10
12,5%
10
12,5%
Hết học kì I năm học 2007 – 2008
 Mức độ
Ý kiến
Thích
Bình thường
Không thích
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
70
87,5%
8
10%
2
2,5%
Qua bảng trên ta thấy năm học 2005-2006 số lượng học sinh không thích học môn hoá học còn cao 25 học sinh chiếm tỉ lệ 31,25 % và số lượng này giảm dần theo năm đến năm học 2006-2007 chỉ còn 10 em chiếm 12,5%, cho đến hết học kỳ I năm học 2007 – 2008 chỉ còn 2 em chiếm 2,5%, trong đó tỉ lệ học sinh yêu thích môn hoá học ngày càng tăng cao thể hiện năm 2005-2006 chỉ có 40 học sinh chiếm 50%, nhưng đến năm học 2006-2007 ta thấy số lượng này tăng lên là 60 học sinh chiếm 75% và đến hết học kỳ I năm 2007 – 2008 thì số lượng này còn tăng cao hơn là 70 học sinh chiếm 87,5%. Điều này chứng tỏ học sinh rất thích mình chủ động trong việc tự lực phát huy tính tích cực, tìm tòi, sáng tạo trong thực hành củng cố kiến thức, tìm kiếm kiến thức mới trong các hoạt động về lập phương trình hoá học.
3.2- Chất lượng về cân bằng các phương trình hoá học
 Năm học 2005 – 2006
 Mức độ
Thống kê
Giỏi
Khá
Trung bình
yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
10
12,5
10
12,5
25
31,25
35
43,75
Năm học 2006 – 2007
 Mức độ
Thống kê
Giỏi
Khá
Trung bình
yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
15
18,75
18
22,5
37
46,25
10
12,5
Hết học kì I năm học 2007 – 2008
 Mức độ
Thống kê
Giỏi
Khá
Trung bình
yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
18
22,5
20
25
36
45
6
7,5
Qua bảng ta thấy chất lượng cân bằng các phương trình hoá học ngày được tăng số lượng học sinh yếu năm học 2005 - 2006 có 35 học sinh chiếm 43,75 %, thì số lượng này giảm xuống còn 10 học sinh chiếm 12,5% ở năm học 2006 – 2007 và đến hết học kỳ I, năm học 2007 – 2008 số lượng này giảm xuống còn 6 học sinh chiếm 7,5%, phải chăng vì một học sinh này còn ham chơi không chú ý đến vấn đề học tập của mình. Còn số lượng học sinh khá, giỏi đã được tăng cao từ 10 học sinh chiếm 12,5 % tăng lên 15 học sinh chiếm 18,75% và đến hết học kỳ I năm 2007 – 2008 tăng lên 18 học sinh chiếm 22,5% đạt loại giỏi. Số học sinh khá từ 10 học sinh chiếm 12,5% tăng lên 20 học sinh chiếm 25%. 
3.3- Chất lượng bộ môn hoá học.
 Năm học 2005 – 2006
 Mức độ
Thống kê
Giỏi
Khá
Trung bình
yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
10
12,5
10
12,5
40
50
20
25
Năm học 2006 – 2007
 Mức độ
Thống kê
Giỏi
Khá
Trung bình
yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
13
16,25
27
33,75
35
43,75
5
6,25
Hết học kì I năm học 2007 – 2008
 Mức độ
Thống kê
Giỏi
Khá
Trung bình
yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Học sinh
15
18,75
40
50
24
30
1
1,25
Như vậy khi sử dụng phương pháp dạy học như trên đã thấy được chất lượng bộ môn hoá học tăng cao, nhằm góp phần vào đội tuyển học sinh giỏi của trường, cũng như của huyện, số học sinh đạt loại giỏi năm 2005-2006 chỉ có 10 học sinh chiếm 12,5% tăng lên 13 học sinh chiếm 16,25% và số này còn tăng lên trong học kỳ I, năm 2007 – 2008 là 15 học sinh chiếm tỉ lệ 18,75%, số học sinh khá cũng tăng vọt từ 10 học sinh chiếm 12,5% năm học 2005 - 2006 tăng lên 40 học sinh chiếm 50% đến hết học kỳ I năm học 2007 - 2008, còn số lượng học sinh yếu giảm đáng kể chỉ còn 1 học sinh chiếm tỉ lệ 1,25% tính đến hết học kỳ I năm học 2007 - 2008. 
4- BÀI HỌC KINH NGHIỆM :
Qua thời gian nghiên cứu vận dụng các phương pháp, tôi đã rút ra cho mình một số kinh nghiệm như sau:
Hoàn toàn có thể sử dụng các phương pháp nêu trên để giúp học sinh họat động tìm kiến thức, rèn luyện kĩ năng vận dụng vào các bài tập cụ thể ở môn hoá học trong trường trung học cơ sở. Yêu cầu của giáo viên phải làm tốt các khâu chuẩn bị và khéo léo phối hợp các phương pháp sao cho phù hợp với từng nội dung và mức độ kiến thức và đối với học sinh.
Phương pháp nêu trong đề tài có khả năng phát huy rất tốt năng lực tư duy độc lập của học sinh, làm cho không khí học tập của học sinh hào hứng và sôi nổi hơn. Các em đã tích cực tham gia vào các hoạt động tìm kiến thức. Kiến thức và kĩ năng của các em đã được củng cố một cách vững chắc, kết quả học tập của học sinh không ngừng được nâng cao. Học sinh đã thực sự chủ động và không còn gượng ép, các em đã biết tự lĩnh hội tri thức và không còn cảnh tiếp nhận kiến thức theo kiểu : “ Bình thông nhau”. Giáo viên đóng một vai trò quyết định cho sự thành hay bại của chất lượng dạy học.
PHẦN KẾT LUẬN
Trên đây là một số bí quyết giúp học sinh cân bằng nhanh, chính xác các phương trình hoá học và phù hợp với trình độ nhận thức chung của các em lớp 8 mà tôi đã áp dụng vào giảng dạy cho các em và đã thu được kết quả nhất định. Mặt khác trong sách giáo khoa không đề cập đến vấn đề này hoặc chưa tổng hợp thành hệ thống và các sách tham khảo. Mỗi bí quyết tôi cố gắng nêu lên những phản ứng đơn giản và hay gặp nhất mà học sinh lớp 8 gặp phải trong khi thực hiện cân bằng.
Để phù hợp với đặc trưng của bộ môn “Khoa học thực nghiệm” Thì việc cân bằng hoá học là hết sức cần thiết. Thông qua những việc làm này học sinh đã được tìm tòi kiến thức mới một cách chủ động. Rèn luyện cho học sinh vận dụng tốt phương pháp cân bằng vào làm các bài tập cụ thể. Giúp các em biết vận dụng lí thuyết vào thực tiễn. Phát huy khả năng phán đoán, óc tổng hợp, kết luận theo hướng quy nạp và diễn giải.
Để phát huy tốt tính tích cực sáng tạo, tìm tòi của học sinh trong việc cân bằng các phương trình hoá học, người giáo viên phải có những lời nói, việc làm mang tính khuyến khích động viên hơn là sự bắt buộc. Có sự kiểm tra, đánh giá việc làm của học sinh một cách thoả đáng, tạo cho học sinh niềm vui, hứng thú với công việc. Như vậy việc cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học không chỉ là phát huy tính tích cực của đông đảo học sinh mà còn phát hiện bồi dưỡng những năng lực tiềm ẩn trong các em.
Việc tổng hợp khéo léo các phương pháp dạy nêu trên nhằm mục đích làm tích cực hoá các hoạt động dạy và học, đã đem lại kết quả rất khả thi và tạo được hứng thú lớn trong học tập của học sinh, đồng thời phát huy tối đa sự tham gia của người học. Học sinh có khả năng tự tìm ra các kiến thức, tự mình tham gia vào các hoạt động để củng cố kiến thức, rèn luyện được kĩ năng. Dạy học như thế có tác động rất lớn đến việc phát triển năng lực hoạt động trí tuệ, nâng cao năng lực tư duy độc lập và khả năng tìm tòi sáng tạo.
Như vậy khi tôi chưa áp dụng đề tài này thì tỉ lệ học sinh yêu thích bộ môn hoá học là rất ít, đồng thời số lượng học sinh đạt được khi các em cân bằng được các phản ứng hoá học cũng rất thấp, đa phần các em không biết cân bằng các phản ứng hoá học dẫn đến khi giải các bài toán tính theo phương trình hoá học học sinh đều vướng mắc . Từ đó dẫn đến kết quả học tập của học sinh cũng không cao.
 Sau khi tôi áp dụng phương pháp dạy học tích cực, và các bí quyết cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học vào dạy học hoá học ở lớp 8 thì chất lượng học tập bộ môn này được nâng cao rõ rệt .
PHẦN PHỤ LỤC
Tài liệu tham khảo
- Giáo trình tâm lí học đại cương – NXB GD
- Sách giáo khoa hoá học 8 – Lê Xuân Trọng- Nguyễn Cương – NXB GD 2004
- Sách giáo viên hoá học 8 – Lê Xuân Trọng- Nguyễn Cương – NXB GD 2004
- Báo thế giới trong ta số 50 + 51 - 04/05/2006 bài của tác giả Huỳnh Văn Út THCS Hoa Lư – Quận 9 – TP. Hồ Chí Minh.
- Phương pháp dạy học trong nhà trường phổ thông – tác giả: Lê Văn Dũng – Nguyễn Thị Kim Cúc.
- Hướng dẫn làm bài tập hoá học 8 – tác giả Ngô Ngọc An.
- Một số tài liệu khác có liên quan.
Mẫu phiếu điều tra
Theo em khi được học phần cân bằng các phương trình hoá học được học theo nhóm các em thấy :
A- Thích học
B- Bình thường
C- Không thích học
Theo anh ( chị ) khi áp dụng các phương pháp cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học thì chất lượng bộ môn hoá học như thế nào ? Hãy đề xuất những phương pháp nâng cao chất lượng khi cân bằng các phương trình hoá học ?