Методи розв’язування задач
1.Розрахункові задачі з хімії розв’язують за допомогою готових формул, використовуючи метод пропорцій або методом алгебраїчних рівнянь з одним невідомим.
Для запису скороченої умови задачі слід дотримуватись певних умовних позначень:
Ar (E) – відносна атомна маса елемента
Mr (AxBy) – відносна молекулярна маса речовини.
M (AxBy) – молярна маса речовини.
m – маса речовини.
ν – кількість речовини.
ω – масова частка.
φ – об’ємна частка.
η – вихід від теоретично можливого.
ρ – густина.
V – об’єм газу, рідини.
Vm – молярний об’єм газу (Vm = 22,4 л/моль)
D – відносна густина газу.
Q – тепловий ефект хімічної реакції.
2.Обчислення відношення мас елементів у складній речовині за її формулою
Алгоритм
1. Записати повну і скорочену умову задачі.
2. Записати формулу для обчислення кількісних співвідношень елементів, вказуючи в дужках хімічні символи елементів:
ν (А) : ν (В): ν (С) = х : у : z, де х, у, z – індекси.
3. Розрахувати кількісні співвідношення елементів за формулою, підставивши замість відповідні числові значення.
4. Записати формулу для обчислення масових співвідношень елементів, вказуючи у дужках їх символи:
m (А) : m (В) : m (С) = хМ(А) : уМ(В) : zМ(С)
5. Розрахувати масові співвідношення, підставивши відповідні значення у формулу.
6. Записати відповідь.
3.задачі на обчислення обємних співвідношень
Алгоритм
1. Обчислити об’єми реагуючих і утворених речовин.
2. Обчислити співвідношення об’ємів речовин.
3. Записати рівняння реакції окиснення речовини.
4. Перенести в рівняння реакції коефіцієнти.
5. Визначити число атомів елементів у речовині.
6. Записати формулу речовини.
Приклад 7
Обчислити об’єм азоту і водню, необхідних для синтезу амоніаку (NH3) об’ємом 60 м3.
|
Дано: |
Розв´язання: |
|
V(NH3)=60м3 |
N2 + 3H2 D 2NH3 ν (N2) : ν (H2) : ν (NH3) = 1 : 3 : 2 V(N2) : V(H2) : V(NH3) = 1 : 3 : 2 x : y : 60 = 1 : 3 : 2 x : 60 = 1 : 2; x = 30 (л) y : 60 = 3 : 2; y = 90 (л) |
|
V(N2) - ? V(H2) - ? |
|
|
Відповідь: об´єм азоту 30 л, об´єм водню 90 л. |
|
Методика розв'язування задач з теоретичних основ хімічної технології
Одна з головних задач хімічної науки і промисловості - отримання необхідних людині речовин (продуктів, матеріалів). Тому більшість навчальних хімічних задач знизилася з розрахунками за рівнянням хімічної реакції, яку в загальному вигляді можна представити так:
АА + ВВ cC + dD
де A, В, С, D - умовні позначення формул різних речовин;
а, в, с, d - стехіометричні коефіцієнти.
Розрахунок за рівнянням реакції найбільш простий лише в ідеальному випадку, коли реагенти абсолютно чисті, взяті в строго стехіометричних відносинах, втрат при реакції немає, тобто вихід продукту становить 100%. Практично ці умови не виконуються. Як правило, вихідні речовини містять домішки або взяті у вигляді розчинів; звичайно одне з речовин, що вступають в реакцію (найбільш доступне, дешеве, беруть у надлишку і, нарешті, реальний вихід продуктів завжди менше 100%.)
Отже, хімічні завдання ділять на:
1) Розрахункові
2) Якісні
Розрахункові завдання умовно діляться на дві групи:
1) Завдання, які вирішуються з використанням хімічної формули речовини або на виведення формули.
2) Завдання, для вирішення яких використовують рівняння хімічних реакцій.
3) Завдання, для вирішення яких використовують як математичні формули.
Перша група завдань включає розрахунки за визначенням маси чистого речовини в суміші (розчині) за відомою масовій частці його (або процентному змісту); обчислення масової частки (або відсотка) елементів за формулами речовин (пряма і зворотна задачі).
До другої групи завдань відносяться обчислення за хімічними рівняннями маси, об'єму та кількості продуктів реакції або взаємодіючих речовин в різних одиницях виміру. При цьому враховують довільне співвідношення компонентів, тобто наявність надлишку одного з реагуючих речовин; практичний вихід продукту реакції, наявність домішок у вихідних речовинах та продуктах реакції.
На уроках узагальнення знань про хімічних виробництвах складаються завдання з виробничим змістом. Спільно з учнями визначаємо, які особливості таких завдань слід при цьому враховувати:
1) умови процесу (концентрація, тиск, температура);
2) можливість протікання процесу;
3) кінетику і рівновага реакцій;
4) склад сировини (наявність домішок, необхідність очищення);
5) вихід продукту (втрати в процесі очищення; оборотність процесу; побічні реакції; циркуляція);
6) використання енергії екзотермічних процесів;
7) утилізація побічних продуктів та відходів виробництва.
8) екологічний аспект;
9) техніко-економічні показники хімічних виробництв;
10) використання електричної енергії. [54]
При складанні методичного посібника для вирішення завдань з хімічної технології ми умовно виділили кілька розділів завдань по їх хімічної тематики:
I. Загальні питання хімічної технології.
1. термохімічні.
2. хімічна кінетика.
3. хімічну рівновагу.
II. Техніко-економічні показники хімічних виробництв.
III. Завдання з екологічним змістом.
IV. Виробництво неорганічних сполук.
1. металургія.
2. електрохімічні виробництва.
V. Виробництво органічних сполук.
VI.Творческіе і винахідницькі завдання.
Кожен розділ завдань супроводжується методичної частиною, де наводяться основні теоретичні аспекти теми, закони і формули для математичних розрахунків.