Пәннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химия есептерін шығару әдістемесі»

V(NаОН)=200мл C= ν/ V; ν= m/М; С = m / V ·М

m(NаОН)=20г

C(NаОН)=? C(NаОН)= 20 г/моль/ 40г ·0,20л = 0,25моль/л

М(NаОН)= 40г/моль

Сонымен химиялық есептерді шығарғанда мынадай қорытынды жасауға болады:

1.Есеп шығарту химияны оқыту процесінің негізгі компоненті болып саналады. Жүйелі түрде әртүрлі есептерді шығарту арқылы (жазбаша,ауызша,сапалық) оқушыларды есеп шығартуға үйретуге болады.

2.Есеп шығаруда мынаны ескеру керек: химиялық құбылыстың екі жағы бар: сандық және сапалықтың бірлігі. Сондықтан ең бірінші есептің химиялық бөліміне назар аудару керек, сосын барып есептеу керек.

3.Есеп шығарғанда есеп шығарудың алгоритмдік жүйесін сақтаған жөн.Сонда оқушылар іс-әрекеттерін бір бағытта жұмсайды.

4. Есептің шартын дұрыс жаза білу-есепті шығарудағы ең негізгі нәрсе болып саналады.

5. Есептің физикалық өлшем бірліктерін дұрыс пайдалана білуге оқушыларды үйрету керек.
Есептер мен тапсырмалар
1. Мына мәліметтер нені білдіреді: Аr(O); Ar(Си); Mr; m₀ (Ji); m(Ji);

m₀(Н)=1,66·10^-27кг; М(СО₂); Mr(С₂Н₅ОН); m₀(СО₂)=7,3·10^-23кг; Mr(СО₂)=44;

ω(Н₂SO₄); С(NаОН)=0,1моль/л; γ(Н₂О); γ(Аl); η(Ғе); V(СО₂); Vm; d_н2(СО₂)=22;

ω=m/Vp; η = m_{теорН2SО4}/ m_{теорН2SО4} ; N_А; d_ауа(СО₂)=1,5; p(_Н2SO4)=1840кг/м³.

2.Шартты таңбалар арқылы белгілеу: а) салыстырмалы кальции атомының массасы, б) кальцийдің молярлық массасы, кальций ионының молярлық массасы.

3. Мына таңбалар нені білдіреді: а) М_г(СН₃СООН); М(СН₃СООН)г/моль; m(СН₃СООН); m_М(СН₃СООН); б) ω(S)=(Н₂SО₄); ω(Н)=(СН₄); аммиак шығымының массалық үлесі η(NН₃)=30%; в) V(С₃Н₆); V_m(С₂Н₂).

4. №3 №4 есепті шығарып графикалық анализ жасаңдар.23бет Д.Ерыгин «Методика решения задач по химии»

5. №4-38 №4-39 есептерді шығару

6. Элементтердің массалық үлесін анықтаңдар: Н₂SО₄ (ω(Н); ω(S); ω(О)-? ω(NаОН)-? ω(NН₄NО₃)-?

7. Төмендегі өлшемдердің айырмашылығы мен ұқсастығы қандай: оттегі атомының массасы, оттегінің салыстырмалы атомының массасы, оттегі молекуласының салыстырмалы массасы, оттегі атомының молярлық массасы, оттегінің массасы. Осыларды арнаулы белгілер арқылы өрнектеңдер.

8. №5-80, №5-84 , №5-111, №11-86 есептерді талдаңдар. Жоспарын құру.

9. Лабораторияда тек қана кристальдық сода бар. Массалық үлесі 0,05 тен 600г Nа₂СО₃ ерітінді алу үшін қанша грамм сода және қандай көлем су алу қажет.

10.  700г 14,2% Nа₂SО₄ ерітіндісін дайындау үшін қанша грамм глаубер тұзы мен су қажет.

№3,4 дәріс Химиялық есептерді шығарудың әдістері

1. 
   Химиялық есептерді шығаруда қолданылатын негізгі әдістер
   
2. 
   Химиялық есептерді шығарудың графикалық әдістері
   
3. 
   Алгебралық әдіспен есеп шығару
   
4. 
   Типтік есептерді шешу үлгілері
   

Химиядан есептер шығарғанда көбінесе мұғалім дәстүрлі бір әдіспен

қана есеп шығартуды үйретеді. Мүндай әдіспен есеп шығарту көбінесе

оқушылардың ойлау іс-әрекетінің дамуына кедергі келтіреді. Олардың жеке

ерекшелігі ескерілмей, мұғалімнің іс-әрекетімен ғана шектелуіне мәжібұр

етеді. Сондықтан да әрбір есептің жеке ерекшелігіне қарай, оны шығарғанда

бірнеше әдіспен шығаруды көрсеткен жөн. Сонда ғана оқушылар өздеріне

тиімді әдіспен есептерді шығара алады. Есептер шығарғанда оқушылардың

математикалық дайындықтарын да ескеру қажет. Әртүрлі әдіспен есептерді

шығарту арқылы оқушылардың ойлау-іс әрекеттерін дамытуға болады.

Әртүрлі әдіспен есептерді шығартуды екі мысал арқылы көрсетейік.

Есеп 5-7. Заводқа 464т. магнитті теміртас Fe₃O₄ бар руда әкелінді. Осы

рудада неше тонна темір бар? (формула арқылы есептеу)

реакцияласуы керек? (реакция теңдеуі арқылы шығарылады)

Бірінші есепте химиялық процесс туралы сөз қозғамаған, тек формула

арқылы рудадағы темірдің (Fe) массасын табу керек деген. Формуладан

Fe₃O₄ көрініп тұр, егер 1 моль Fe₃O₄ алсақ, онда темір 3 моль болады, егер

руданың моль санын 2 есе арттырсақ, онда соған сәйкес темірдің де моль

саны 2есе артады. Яғни руданын массасы мен темірдің массасының арасында

тура пропорциональдық тәуелділік бар.

Ал, екінші есепте химиялық реакцияға қатысқан заттар арасында тура тәуелділік бар. Есептің шартында үш зат туралы айтылған. Нәтижесінде SO₂ түзіледі. Реакция теңдеуін жазғанда түзілген H₂SO₃ тұрақсыз екендігін оқушыларға ескерту керек. Ол SO₂ мен H₂O айырылады. Реакция теңдеуін жазып, мынадай қорытынды жасаймыз:

SO₂

Na₂SO₄ + HCl = 2NaCl +H₂SO₃

H₂O

Теңдеу бойынша бір моль Na₂SO₃ пен бір моль HCl қосылып бір моль SO₂ түзіледі. Мұнда да бір-бірімен тура тәуелділік бар. Күкіртті газды SO₂ қанша алсақ, сонша Na₂SO₃ көбейту не азайту керек. Енді осы тура тәуелділікті пайдаланып есепті әртүрлі әдіспен шығарайық.

№5-7

m (Fe₃O₄)=464г Шығару жолы:

Бір моль Fe₃O₄ құрамында үш моль темір (Fe) бар.

m (Fe)-? m= νM m (Fe₃O₄) = 1 моль·232 г/моль = 232г

m (Fe)=3 моль · 56 г/моль =168г

М (Fe₃O₄) =232г/моль m (Fe) ₌ 168 ₌ 1

М(Fe) =56г/моль m (Fe₃O₄) 232 1,38

Жауабы: 464т Fe₃O₄ құрамында 336т Fe бар.

m (SO₂) =16 г Шығару жолы:

16·1,97 16

m (Na₂SO₃)-? Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

126 64

М(SO₂) = 64г/моль

m (Na₂SO₃) =1моль·126г/моль =126г

m (Na₂SO₃) 126 1,97 126 > 64 (1,97есе)

Бұл әдісте реакция теңдеуі арқылы немесе формула бойышша анықталған заттардың массалары салыстырылады.

№5-7

m (Fe₃O₄) =464г Шығару жолы:

Бір моль Fe₃O₄ құрамында үш моль темір (Fe) бар.

m (Fe)-?

М (Fe₃O₄) =232г/моль М(Fe) =56г/моль m = ν · M

m (Fe) =3моль·56г/моль =168г

m (Fe₃O₄) =1моль·232г/моль =232г

464 т >232 г, яғни 2·10⁶ есе көп, сонда Fe₃O₄ құрамындағы Fe массасы да сонша есе көп болғаны. Олай болса:
m (Fe) =168г ·2 ·10⁶ = 336 · 10⁶ г = 336т

№-11-48

m (SO₂)=16 г Шығару жолы:

m (Na₂SO₃)-? Na₂SO₃ +2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

М(SO₂)=64г/моль m (SO₂) =1моль · 64г/ моль = 64 г

М(Na₂SO₃)=126г/моль m (Na₂SO₃) =1моль ·126г/моль =126г

16 г < 64 г яғни 4 есе

Олай болса 16 г күкірт оксидің (ІV) алу үшін Na₂SO₃ массасы да 4 есе аз болу керек.

m (Na₂SO₃) =126 : 4 = 31.5 г
3-ші әдіс. «Моль» ұғымын пайдалану арқылы есептеу
Химияның негізгі ұғымдарының бірі «моль», «мольдік масса» ұғым-

дарын тереңірек түсінуі үшін сандық есептерде осы ұғымдарды пайдаланып

есептер шығарған тиімді. Бұл әдістер арқылы оқушылар өз ойларын

жинақтауға үйренеді, уақытты үнемдеуге дағдыланады. Химиялық үрдістің

мәнің жақсы түсінеді, химиялық теңдеулер мен химиялық формуланын

сандық және сапалық жақтарын тереңірек меңгереді.

№5-7

(Fe₃O₄) = 464 т Шығару жолы:

Магнитті темір тастың формуласы бойынша бір

m (Fe)-? моль Fe₃O₄ құрамында үш моль атом темір бар.

Формуланы пайдаланып m = ν · M

М (Fe₃O₄)=232г/моль 464 т рудадағы магнитті темір тастың сандық

М (Fe)=56г/моль мөлшерін табамыз.

m = ν · M m (Fe) = 6 ·10⁶ моль · 56 · 10^-3 кг/моль = 336 ·10³ кг = 336 т

m (SO₂)=16 г Шығару жолы:

m (Na₂SO₃)-? Na₂SO₃ +2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

М(SO₂) = 64г/моль Формуланы пайдаланып күкірт оксидінің (ІV)

М(Na₂SO₃) = 126г/моль массасын моль санына айналдыруға болады:

ν = m / М

ν (SО₂) = 16 г : 64 г/моль = 0,25 моль
Теңдеу бойынша бір моль Na₂SO₃ тен бір моль SО₂ алынып тұр_. Олай болса 0,25 моль SО₂ алу үшін 0,25 моль Na₂SO₃ қажет. Сонда

m = ν · M

m(Na₂SO₃) = 0,25 моль ·126 г/моль = 31,5 г

4-ші әдіс. Пропорция әдісі
Бұл әдіспен есептер шығарғанда мынадай іс-әрекеттердің реті сақталуы қажет:

1. Өлшем бірліктер арасындағы пропорциональдық тәуелділікті анықтау;

2. Пропорция құру;

3. Пропорция арқылы есептеу.

№5-7

(Fe₃O₄) = 464 т Шығару жолы:

Магнитті темір тастың формуласы бойынша бір

m (Fe)-? моль Fe₃O₄ құрамында үш моль атом темір бар.

Формуланы пайдаланып m = ν · M

М (Fe₃O₄)=232г/моль магнитті темір тастың және темірдің массасын

М (Fe)=56г/моль анықтаймыз:

m (Fe₃O₄) = 1 моль · 232۰10^-3 = 232۰10^-3 кг

m (Fe) = 3моль ۰56۰10^-3= 168۰10^-3 кг

Магнитті темір тастың формуласы бойынша бір моль Fe₃O₄ құрамында үш моль атом темір бар екендігін ескеріп, пропорциональдық тәуелділікті анықтаймыз. Сонда 232 ۰10^-3 кг Fe₃O₄ құрамында 168۰10^-3 кг темір болса, онда 464 т Fe₃O₄ құрамында m т Fe бар

х = 464 · 168 : 232 = 336т

№-11-48

m (SO₂) =16 г Шығару жолы:

m (Na₂SO₃)-? Алдымен реакция теңдеуі бойынша натрий

сульфитінің массасы мен күкірт оксидінің (ІV)

М(SO₂) = 64г/моль массасы анықтанылады:

М(Na₂SO₃) =126г/моль m (SO₂) = 1моль ۰ 64г/моль = 64 г

m (Na₂SO₃) =1моль ·126г/моль = 126 г

Бұдан кейін реакция теңдеуі арқылы анықталған массалар мен есептің шарты бойынша берілген массалар арасындағы пропорциональдық тәуелділікті анықтайды. Реакция теңдеуі арқылы формуланы пайдаланып күкірт оксидінің (ІV) және натрий сульфитінің г/моль массасын тауып, пропорция арқылы есепті шығарамыз.

х 16

Na₂SO₃ +2HCl = 2NaCl + SO₂+ H₂O

М(SO₂) = 64г/моль ; М(Na₂SO₃) =126г/моль

Na₂SO₃ +2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

126 64

Х --------- 16

Алгебралық формулаларды пайдаланып химиялық есептерді шығаруға болады. Мысалы, мына төмендегі формулалар арқылы есептеу жүргіземіз.

ω_(эл) = Аr_(эл)n : Mr_(зат); m_(эл) = m_{(зат) ·} ω_(эл)

m_(эл) = m_{(зат) ·} Аr_(эл)n : Mr; m_(зат) = m_(эл) Mr : Аr_(эл)n

m_(зат) = m_(эл) : ω_(эл); ω_(эл) = Аr n : Mr

есепті шығарамыз.

m (Fe) = m (Fe₃O₄ ) · n Аr(Fe) : Mr(Fe₃O₄ ) = 464т · 3 · 56 :232 = 336 т
№-11-48 m_x m

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

ν_xM_x νM

Пропорция арқылы есепті шығарамыз.

m_x / ν_xM_x = m / νM

Осыдан m_x табамыз.

m_x-заттың массасын табу керек; M_x-осы заттың молярлық массасы; ν- белгілі заттың зат мөлшері; ν_x- заттың зат мөлшерін табу керек;

Формулаға көрсетілген өлшемдерді қойып есепті шығарамыз.

m (Na₂SO₃) =16 г · 1моль · 126 г/моль : 1моль · 64г/моль = 31,5г

Эквивалент заңы бойынша: m1 / m2 = э1 / э2 есеп шығарғанда заттың эквиваленттік массасын табуға болады.

№5-7

m (Fe₃O₄ ) = 464 т m (Fe) / m (Fe₃O₄ ) = Э(Fe) / Э(Fe₃O₄ )

m (Fe) -? Э(Fe) = 21г/моль

Э(Fe₃O₄ ) = 29 г/моль

Осы мәліметтерді формулаға қойып темірдің массасын табамыз:

m (Fe) = m (Fe₃O₄ ) · Э(Fe) / Э(Fe₃O₄ )

m (Fe) = 464 т · 21г/моль ׃ 29 г/моль = 336 т
№-11-48

m (SO₂) = 16 г Na₂SO₃ +2HСІ = 2 NaСІ + SO₂ + H₂O

m(Na₂SO₃) =? Эквивалент заңы бойынша формула құрастырамыз:

m(Na₂SO₃) / m(SO₂) = Э(Na₂SO₃) / Э(SO₂)

m(Na₂SO₃) = 16 г · 63г/экв. : 32г/экв. = 31.5г

7-әдіс. Бірлікке келтіру әдісі

№5-7

m (Fe₃O₄)=464г m = νM m (Fe₃O₄) = 1 моль ·232 г/моль = 232г

m (Fe)-? m (Fe) =3 моль · 56 г/моль = 168г

232г Fe₃O₄ құрамында 168г Fe бар, олай болса

1г Fe₃O₄ құрамында Fe 232 есе аз болады,

яғни 168 : 232г тең. Сонда 464т Fe₃O₄ құрамындағы темірдің мәні 1г Fe₃O₄ қарағанда 464 ·10⁶ есе көп болады, яғни 168 : 232 · 464 · 10⁶ = 336 ·10⁶ = 336т
№-11-48

16

126 64

m (Na₂SO₃) = 1 моль· 126 г/моль = 126 г

1г SO₂ бөлінуі үшін Na₂SO₃ 64 есе аз керек, яғни 126 / 64г. Ал 16г SO₂ алу

үшін бір грамм бөліп алғаннан 16 есе артық болу керек, яғни

m (Na₂SO₃) = 126 / 64 · 16 = 31,5г

№5-7

m (Fe₃O₄)=464г k = m : Mг k = 464 : 232 = 2

m (Fe)-? m (Fe) = k · 3 · Аr(Fe)

m (Fe) =2 · 3 · 56 = 336
№-11-48

16

126 64

k =16г : 1моль· 64г/моль = 0,25

m(Na₂SO₃) = k · ν · M (Na₂SO₃)

m(Na₂SO₃) = 0.25 ·1моль ·126г/моль = 31,5г

Осы әдіс арқылы есеп шығарғанда бірнеше заттың массасын анықтауға

болады. Біздің мысалымыздан (H₂SO₄, Na₂SO₄ , H₂O) массаларын анықтау

керек болса, осы әдісті пайдалануға болады.
2. Химиялық есептерді шығарудың графикалық әдістері

Алдындағы қарастырылған есептерде заттар бір-біріне тәуелділікте болды, яғни белгілі зат пен белгісіз заттар арасында пропорционалдық тәуелділік бар. Міне осындай бір нәрсеге байланысты болатын тәуелділікті функционалдық тәуелділік немесе функция дейді. Олардың мәнін графика арқылы өрнектеуге болады. Мұндай функциялардың графиктері оқушыларға 6-шы кластың алгебра курсынан белгілі, біледі. Мысалы, №5-7 есепте m (Fe) = х мәні m (Fe₃O₄) = у мәніне байланысты болады. Міне осындай бір біріне байланысты тәуелділікті формула арқылы өрнектейміз:

у = k х.

Біздің мысалымызда: m (Fe) = k · m (Fe₃O₄) және m(Na₂SO₃) = k · m (SO₂)

1-ші жағдайда пропорционалдық коэффицент формула арқылы анықталады, яғни мына ара қатынаста анықталады: Fe₃O₄: k=232:56 ·3 =1,38 (магниттік темір тастың молярлық массасының құрамындағы темір мен атом санына көбейткендегі санға тең)

2-ші жағдайда пропорционалдық коэффициент бұл: k = 64 / 126 = 0,51 тең.

Тура пропорционалдықтың графигін құру үшін таблица құрады. Функция мәні мынадай: m (Fe) =1,38 m (Fe₃O₄)

Кесте №1

m (Fe) m (Fe)=1.38 m (Fe₃O₄) Осы тура сызықты

120 m (Fe)=1.38 m (Fe₃O₄)

80 кез келген 2 нүктенің

арасын қосқанда ғана түзу

40 сызықтық пайда болады.

20 Сондықтан есепті осы

10 әдіспен шығару үшін

0 m (Fe₃O₄) екі нүктенің ғана коорди-

13,8 27,6 55,2 110,4 165,6 232 - натасын тапсаң жетеді:

Сурет 1. Темірдің массасы

магниттік темір тастың массасына тәуелдігі
Бірінші нүкте етіп 0 (ноль) нүктесін аламыз, ал екінші нүктені заттың формуласы арқылы анықтап белгілейміз. Енді есепті шығарып көрейік. Fe₃O₄ формуласы бойынша оксидтің және темірдің массаларын табамыз.

№5-7

m (Fe₃O₄) = 464 г m (Fe₃O₄)=1 моль ·232г/моль =232г

m (Fe) = 3моль · 56г/моль =168г

m (Fe)-?

Кесте бойынша пропорционалдық тәуелділік түзуінің графигін сызамыз

m (Fe)

Кесте№2 336

_{0 232 464} m (Fe₃O₄)

Координаттар жазықтығында 2 нүктені белгілейміз, олардың қиылысу нүктесі арқылы түзу сызамыз. Абсцисса осіндегі 464 нүктесінен түзуге дейін перпендикуляр жүргіземіз. Қиылысу нүктесінен горизонталь жүргізіп ординат осінен нүкте белгілейміз. Ол 336т темірдің массасын көрсетеді.

m (SO₂)=16 г Na₂SO₃ +2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

126 64

Реакция теңдеуі бойынша:

m (Na₂SO₃) = 1 моль. · 126 г/моль = 12 6 г

m(SO₂)

M (Na2SO3)	0	126
m(SO2)	0	64

Есепті шешу үшін екі нүктенің ₁₆

қиылысу нүктесінен түзу жүргіземіз. m (Na₂SO₃)

Осы түзуге ордината осіндегі _{0 31,5 80 100 126}

16 нүктесінен горизонталь жүргіземіз.

Қиылысқан нүктеден абцисса осіне перпендикуляр түсіреміз. Табылған нүкте 31,5г тең Na₂SO₃ массасын көрсетеді. Химиялық есептеудің графикалық әдісі химия өндірісінің мекемелерінде және химиялық лабароторияларда көп пайдаланылады.

Графикалық әдіспен ерітінділердің қоспасын шығару тиімді.