Графический метод решения химических задач (стр. 2 из 3)

Задача 4. Насыщенный при 70 °С раствор имеет массу 300 г и массовую долю растворённого вещества 30%. При его охлаждении до 20 °С выпал осадок массой 30 г. Определите массовую долю соли из полученном растворе.

Строим отрезок для начального раствора и находим для него на оси х точку, соответствующую массе растворённого вещества (рис. 4). Затем от массы первого раствора влево откладываем 30 г и находим массу нового раствора, восстанавливаем из этой точки перпендикуляр до пересечения с линией 100%, полученную точку соединяем с началом координат. Получили отрезок для второго раствора (обозначен пунктиром). От массы растворённого вещества в первом растворе на оси масс откладываем влево 30 г - получаем массу соли во втором растворе. Из соответствующей ей точки восстанавливаем перпендикуляр на пунктирный отрезок и из полученной точки пересечения — перпендикуляр на ось процентов, где и находим ответ задачи. Ответ: 22%.

Задача 5. Определите массовую долю вещества в растворе, полученном в результате сливания 120 г 16%-ного раствора с 60 г 20%-ного раствора.

Строим отрезок, соответствующий первому раствору, и находим массу растворённого в нём вещества (рис. 5). Из точки, обозначающей массу первого раствора, проводим вспомогательную ось у для построения отрезка (обозначен пунктиром), характеризующего второй раствор, и нахождения с его помощью массы растворённого в нём вещества. После проведения указанных операций на оси масс

имеются два отрезка, соответствующие массам исходных растворов. Так как начало второго отрезка совпадает с концом первого, то их общая длина соответствует массе третьего раствора. Соединив точку пересечения перпендикуляров, проходящих через точки 100% и 180 г (на графике она уже получена при построении отрезка для второго раствора), с началом основной системы координат, получаем отрезок для третьего раствора (обозначен серой линией ).

Кроме этого, на оси х отложены два отрезка, соответствующие массам растворённых в исходных растворах веществ. Переместим отрезок, равный массе растворённого во втором растворе вещества, из вспомогательной системы координат в основную, отложив его от конца отрезка, равного массе растворённого вещества в первом растворе. Полученный суммарный отрезок соответствует массе растворённого вещества в третьем растворе. Остаётся восстановить из его конечной точки перпендикуляр на отрезок, характеризующий третий раствор, а из полученной точки пересечения провести перпендикуляр на ось процентов. Найденная на ней точка даёт искомый ответ задачи. О т в е т: 17%.

Конечно, данный способ решения не может рассматриваться как замена алгебраического метода решения, но он позволяет разнообразить деятельность учащихся, сделать её более интересной. Каждый ученик может выбрать тот метод решения, который ему наиболее понятен, что повышает эффективность образовательного процесса.

2. Урок – практикум «Графический метод решения химических задач»

· Показать различные способы решения задач с учетом возрастных особенностей учащихся, их математической подготовки.

· Развивать мышление учащихся.

· Научить выбирать рациональный способ решения предложенной задачи.

Математика:

· Ознакомить учащихся с основными приемами и методами рассуждений.

· Сформировать умение применять знания по построению графиков линейной функции к решению химических задач.

Ход урока

Учитель химии

Сегодня на уроке мы рассмотрим решения химических задач графическим методом, для чего нужно будет применить знания по построению графиков линейной функции, а этот материал вам знаком из курса математики. Поэтому урок мы проведем вместе с учителем математики.

Задача 1. Вычислить массу сульфита натрия, необходимого для реакции с серной кислотой, чтобы получить 16 г оксида серы (IV).

Проанализируем условие задачи. Указаны три вещества, участвующих в химическом процессе: сульфит натрия взаимодействует с серной кислотой, при этом получается оксид серы.

Вспомним, что при взаимодействии соли с кислотой получается новая соль Na

SO и сернистая кислота.

Эта кислота по прочности какая? — Непрочная и легко разлагается на воду и SO

.

Учитель математики

В ходе решения задачи данным способом выполнили следующие последовательные действия:

· Установили пропорциональную зависимость между величинами.

· Составили пропорцию.

· Решили полученную пропорцию.

Учитель химии.

Второй способ — это использование величины “количества вещества” и её единицы “моль”.

Массу SO

переводим в количество вещества, используя формулу

= .

По уравнению реакции 1 моль Na

SO образует 1 моль SO , значит для получения

0,25 моль SO

потребуется 0,25 моль Na SO , тогда m(Na SO )= =0,25·126=31,5 г

Учитель математики

Математической основой рассмотренных способов решения задач по уравнению реакции является пропорциональная зависимость между известными величинами и искомыми.

Зависимость одной переменной от другой называют функциональной зависимостью или функцией, значения которой можно изобразить графически. Построение графиков функций вам известно из курса алгебры.

В данной задаче зависимость переменной m(Na

SO ) от переменной m(SO ) является функцией, т.к. каждому значению m(SO ) соответствует единственное значение m(Na SO ).

Зависимость между пропорциональными переменными выражается формулой y=kx линейной функции. Для нашего примера это m(Na

SO )=k m(SO ) .

Коэффициент пропорциональности – отношение величины молярной массы Na

SO к величине молярной массы SO , т.е. k=126:64=1,97.

Для построения графика прямой пропорциональности составляем таблицу значений функции m(Na

SO )=k m(SO ) .

Любая прямая определяется двумя своими точками. В качестве одной из таких точек целесообразно брать начало координат, а вторая точки определяется по соответствующим величинам, найденным по формулу вещества.

m(SO )	0	64
m(Na SO )	0	126

Изобразим зависимость m(Na

SO ) от m(SO ) графически.

Учитель химии

По уравнению реакции:

m(SO

)= 1 моль·64 г/моль=64 г

m(Na

SO )=1 моль·126 г/моль=126 г