Прогнозирование на уроках химии
статья по химии по теме

Прогнозирование на уроках химии.

  Прогноз – научно обоснованное предсказание, успех которого зависит от знаний теорий, законов, понятий и границ их применимости.

    При прогнозировании необходимо  уметь:

проводить анализ и синтез;

применять усвоенные знания в новых нестандартных условиях;

осуществлять обоснование (доказательство);

делать выводы.

     Прогнозирование может осуществляться на уровне теоретического объяснения, как выводов из законов и теорий, и на эмпирическом уровне при наблюдении, эксперименте, при проведении аналогий и т.д.

     В начале изучения курса химии идет накопление фактического материала: изучение состава, строения и свойств, закономерностей протекания реакций и т.п. Приобретенные знания в дальнейшем служат  основой для прогнозирования. Впервые это умение можно применять при выполнении задания после знакомства с электрохимическим  рядом напряжений металлов, на примере взаимодействия растворов кислот с металлами:  не прибегая к опыту, определите,  какой из двух металлов – медь или железо – будет реагировать с соляной кислотой. На основании электрохимического ряда напряжений металлов устанавливают, что в реакцию с соляной кислотой вступает железо, так как оно в ряду стоит левее водорода. В дальнейшем закрепление умения прогнозировать происходит на примерах взаимодействия воды и растворов солей с металлами.

     По мере накопления знаний увеличиваются и прогностические возможности. В особенности это проявляется после изучения периодического закона и периодической системы химических элементов, химической связи и строения вещества. Для осуществления общей характеристики элементов и их соединений следует хорошо усвоить некоторые закономерности изменений свойств в периодах и в главных подгруппах периодической системы химических элементов.

     Знакомство с основными положениями теории  электролитической диссоциации и теории химического строения органических веществ позволяет еще более полно составлять прогноз веществ и явлений, которые еще не изучались. Прогнозирование в процессе эксперимента, наблюдений и т.п. основывается на знании теорий, законов и фундаментальных понятий. Например, для осознанного предположения протекающих процессов при электролизе солей и составления  уравнений их реакций (схем) нужно знать закономерности процессов, протекающих на аноде и на катоде.

     На основе анализа соли сульфата меди можно предсказать, какие продукты образуются на катоде и аноде и доказать это экспериментально. Например, при электролизе  данной соли катод покрывается налетом меди, а на аноде выделяется кислород, наличие которого доказывают по загоранию тлеющей лучинки. После этого составляют схему электролиза соли и делают выводы.

     В школьном курсе химии овладеть умением прогнозировать можно при выполнении заданий, требующих характеристики свойств веществ на основании их строения и определения строения, способов получения, нахождения в природе, областей применения веществ. Ключ к предсказанию строения и свойств веществ, протекания явлений и т.п. – в прочном усвоении теоретического материала и умении применять его в сходных и новых условиях. Проиллюстрирую  это на примерах.

     Пример №1. Определите способ получения, характерные свойства и области применения гидроксида бария.

     Барий и его соединения на уроках подробно не изучаются. Задача состоит в том, чтобы на основании знаний о строении и свойствах одного представителя второй группы главной подгруппы (кальция и его соединений) и знаний об общих закономерностях в этой подгруппе предсказать общие свойства гидроксида бария.

     По аналогии с гидроксидом кальция можно предположить, что гидроксид бария получают при взаимодействии бария и оксида бария с водой. Он находится в твердом состоянии, растворяется в воде . Гидроксид бария проявляет все общие химические свойства, характерные для растворимых оснований. В подгруппе у него наиболее сильно выражены основные свойства. Исходя из всего этого, можно предположить, что гидроксид бария применяется для получения солей, определения углекислого газа и т.д.

     Пример №2. Определите элемент, группу и подгруппу, в которой он находится, а также строение атома, если известно, что степень его окисления +1, атомная масса наименьшая по сравнению с другими элементами данной  подгруппы. Кроме того, основный характер его гидроксида выражен наиболее слабо.

     По приведенным данным можно предположить, что это – литий. Он является начальным представителем подгруппы щелочных металлов, т.е. элементом главной подгруппы первой группы. По положению его в периодической системе химических элементов рассматривают строение атома.

     Пример №3. Могут ли  щелочные металлы находиться в природе в свободном состоянии? Ответ обоснуйте.

     Все щелочные металлы очень реакционноспособные и на воздухе сразу же окисляются, поэтому они не встречаются в природе в свободном состоянии, а входят в состав минералов.

     Пример №4. Укажите, как изменится в зависимости от понижения и повышения температуры и давления  следующее равновесие:

2NO + O2 = 2NO2 + Q.

     Процесс синтеза оксида азота (IV) является экзотермическим и повышение температуры сдвигает равновесие  влево, а понижение ее – вправо. Неодинаковый объем исходных веществ и полученного дает возможность сделать вывод, что повышение давления смещает равновесие вправо, а понижение его – влево.

     Систематическое применение прогнозирования приносит эмоциональное удовлетворение, так как при этом в полной мере используется уровень ваших знаний, возникает потребность в поиске новых задач, проблем нестандартных ситуаций. Приобретенные в школе умения прогнозировать помогут в будущем решать как теоретические, так и практические задачи.