ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химия есептерін шығару әдістемесі»

Шешуі:

m (N)=75кг М(NН₄ NО₃) = 80г/моль

ω(N_{қайтатын}) =0,2

m (NН₄ NО₃) = ?

Есепті талдай келе мынадай міндеттерді шешуді қажет етеді. Бір сезонда астықпен бірге бір га жерден 75 кг азот кететін болса, бұл азоттың массасын төрт бұрышты геометриялық формамен өрнектейміз. Осы азоттың 20%, яғни 1/5 бөлігі табиғи жолмен топыраққа қайтарылады. Оларды шартты түрде былай белгілейміз :

а) Азоттың шартты түрдегі массасы:

75кг N

б) 20 % азоттың массасын берілген тік бұрыштың 1/5 бөлігімен белгілейміз.

75кг N

20%

в) Топыраққа NН₄ NО₃ енгізілгенде азотпен бірге Н,О элементтері енгізіледі. Оларды өрнектеу үшін тік бұрышты сызықта әрі қарай созамыз.

75 кг N

1 Сурет. Мәліметтердің графикалық түрде жазылуы

Азоттың 1/5 бөлігі табиғи жолмен толтырылады.Олай болса тыңайтқыш арқылы азоттың 4/5 бөлігін толтыру керек. Сөйтіп в) схеманы шығарамыз. Осыдан келіп есептің жоспары құрылады:

1. 
   Табиғи жолмен қайтарылатын азоттың массасын анықтау.
   
2. 
   Тыңайтқыш арқылы берілетін азоттың массасын анықтау.
   
3. 
   Азоттың массасы арқылы NН₄ NО₃ массасын анықтау.
   

шығаруға болады. Егер 20% азот топыраққа табиғи жолмен келетін болса, онда тыңайтқыш арқылы 75кг-ның 80% енгізу керек. Ол: 75кг · 0,8 = 60кг. Одан әрі қарай жоғарғыдағы жоспар бойынша NН₄ NО₃ массасы анықталады.

математикадан алған білімдері болады. Сондықтан есеп шығарғанда оларды пайдалану керек. Оқыту процесінде оқушыларға қолданылатын жалпы физикалық өлшем бірліктерді қалай пайдалану керек екендігін үйрету керек.

Кесте №1. Физикалық өлшем бірліктерін белгілеу

Өлшемі		Бірлігі		Мысал
Мазмұны	белгісі	Мазмұны	белгісі
Зат массасы	m	килограмм	Кг	m (Н2О)=3кг
Атом массасы	mа	килограмм	Кг	m а (О)=26,5·10 -27кг
Зат мөлшері	Ν,n	Моль	моль	γ(НСl)=0,5моль
Молярлық масса	М	Кг/моль г/моль	Кг/моль г/моль	М(СаО)=56·10 -3кг/моль М(СаО)=56 г/моль
Салыстырмалы атомдық масса	Аr	шексіз	-	Аr (С)=12
Салыстырмалы молекулалық масса	Мr	шексіз		Мr(СаСО3)=100
Көлем	V	Куб/метр Литр	М3 Л	V(СО2)=2,5м3 V(КОН)ерт=35л
Молярлық көлем	Vм	Куб метр/моль Литр/моль	М3/моль л/моль	Vм(СО2)=22,4·10-3 м3/моль Vм(О2)=22,4 л/моль
Тығыздық	Ρ	Кг/м3 г/см3	Кг/м3 г/см3	ρ (Н2SO4)=1840кг/м3 ρ (Н2SO4)=1,84г/м3
Молекула саны	N		Моль-1	N(Н2О)=3·1023
Массалық үлес	W			w ( С)=0,27=27%
Салыстырмалы тығыздық а) ауа	dауа			dауа(СО2)=1,5
б) сутегі	dН2			dН2(СН2)=8
Молекула саны	N			N(Н2О)=3·1023
Элементтің массалық үлесі	W			w ( С)=27% w ( К 2СО 3)=15%
Зат шығымының массалық үлесі	η	шексіз	-	Η (НNO3)=82%
Заттың көлемдік мөлшері	φ	шексіз	-	φ (О2)=21%
Молярлық концентрация	С	Моль/литр	Моль/м3 Моль/л	С(К2СО3)=0,05моль/л
Эквиваленттік молярлық концентр.	Сэ	Моль/л	Моль/л	Сэ(1/2 Н2SO4)=0,1моль/л
Заттың ерігіштігі	S	г/л	г/л	S(КСl)=450г/л
Қысым	Р	Паскаль	Па	Р(О2)=132кПа
Температура	Т t	Кельвин градус цельсия	К 0С	Т=273,16К t=15 0С
Хим.реакц.жылд.	υ	моль/м3секунд	моль/м3с	υ=0,01моль/м3с
Жылу саны	Q	Джоуль	Дж	Q=318Дж=0,318кДж
Молярлық энталпия	Нм	Джоуль/моль	Дж/моль	∆Нобр298(SО2(г))=-296,9 кДж/моль
Молярлық энтропия	Sм		дж/мольК	S0298(SО2)(г)=248,1кДж /мольК
Термодинамикалық потенциал	G		Дж	∆G0298(SО2)(г)=-300,1 кДж/моль

Есеп шығарғанда мына ұғымдарды дұрыс пайдалана білу керек: заттың саны,

мөлшері, моль, молярлық масса, молярлық көлем. Физикалық өлшем жүйесі

екі бөліктен тұрады:

1. 
   Негізгі физикалық өлшем (масса, көлем, зат мөлшері)
   
2. 
   Туынды физикалық өлшемдер. Бұл бірлікті былай көрсетеміз:
   

М , г/моль

m ,кг(г) γ (моль)

ρ V_m

V,м³(л)
Физикалық өлшемдер арасындағы байланысты формула арқылы өрнектеуге болады.

V_m= V/ ν ; М = m / ν ; ρ = m / V

Есептеу кезінде сандық мәннің қасына міндетті түрде оның өлшемін де жазу керек. Мысалы: а) М(МдО) = 40г/моль немесе 40·10^-3 кг/моль

Тығыздыққа байланысты: б) газға p (О₂)=1,429 г/л ; қатты, сұйық затқа

ρ (Н₂SО₄) = 1840 кг/м³

Көлемге байланысты: в) V_m=22,4·10^-3 м³/моль немесе 22,4 л/моль деп жазылады. Есептеу кезінде сандық өлшеммен бірге, өлшем бірліктері де қатар жүреді. Мысалы, массасы 1кг тең NаОН мөлшерін былай анықтаймыз:
ν = m / М m (NаОН) =1кг =1000г ; М (NаОН) = 40г/моль
ν(NаОН) = 1000 г/моль / 40 г = 25 моль
Есеп шығарғанда алгебралық тәсілдерді де пайдалануға болады. Мысалы:

Есеп №2. 200мл ерітіндіде 20г NаОН бар. Сілті ерітіндісінің молярлық концентрациясын анықтаңдар.

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.
Өзін-өзі бақылау сұрақтары
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.

Әдебиеттер:

1. 
   Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. - М.: Просвещение, 1989 - 173 с.
   
2. 
   БекішевК.Б. Химия есептері (оқу құралы)Алматы. «Білім».2007ж
   
3. 
   Усманова М.Б.,Сақариянова К.Н. Химия сандық есептер шығару әдістемесі Алматы «Атамұра» 2004
   
4. 
   Дайнеко В.И. Как научить школьников решать задачи по органической химии.М.-Пр. 1987.
   
5. 
   Химия:Жалпы білім беретін 11-сыныбына арналған оқулық / Ә .Темірболатова ,
   

6. 
   Химия:Жалпы білім беретін 10-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Б.Бекишев, Н.Н.Заграничная. Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. –
   
7. 
   Химия:Жалпы білім беретін 9-сыныбына арналған оқулық /И.Нұғыманов , Р.Жұмаділова , Ж.Кембебаева . Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -
   
8. 
   Химия:Жалпы білім беретін 8-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Сарманова ,К.Жексембина Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -176б
   
9. 
   ТемірболатоваӘ.Е.Химия есептері мен жаттығуларының жинағы. Алматы:Рауан, 2000. 96б
   
10. 
    Когисов С.М. Сапалық есептерді шығарудың әдістері. Ақтөбе, 2006, https://www.google.kz/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=
    

№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