Технологическая «находка» по химии «Как научить решать задач на растворы, используя математический метод решения»
учебно-методический материал по химии на тему

Технологическая «находка» по химии «Как научить решать задач на растворы, используя математический метод решения»

Цели : Рассмотреть алгоритм решения задач на растворы: познакомиться с приемами решения задач в математике и химии, развить практические умения решать задач, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Здравствуйте! Сегодня мы проводим необычный урок – урок на перекрестке наук математики и химии.Мы с вами увидим, как математические методы решения задач помогают при решении задач по химии.Давайте проделаем небольшой эксперимент.

(Наливаю в 2 хим. стакана воду, добавляю в оба одинаковое количество сульфата меди.) Что получилось? (Растворы). Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого вещества). А теперь добавим в один из стаканов ещё немного сульфата меди. Что стало с окраской раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти растворы? (Массовой долей вещ-ва).

А с математической точки зрения – разное процентное содержание вещества.

Необходимо повторить с детьми  понятие процента.Вопросы:

– Что называют процентом? (1/100 часть числа).

– Выразите в виде десятичной дроби 17%, 40%, 6%.

– Выразите в виде обыкновенной дроби 25%, 30%, 7%.

– Установите соответствие:

Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа.

Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.)

– Найти 10% от 30 (10%=0,1 30·0,1=3).

– Вычислите:

1) 20% от 70;
2) 6% от 20;
3) х% от 7.

Вопросы по теме «Растворы»:Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.)

 Приведите примеры растворов, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни. (уксус, нашатырный спирт, раствор марганцовки, перекись водорода и др.)

 Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода)

Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными растворами. Есть и другие растворы: например спиртовые раствор йода, одеколона, лекарственные настойки.

Хотя именно вода является самым распространённым соединением и “растворителем” в природе.

3/4 поверхности Земли покрыто водой.

Человек на 70% состоит из воды.

В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм.

Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены - огурцы - 98%)
Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%)
Хлеб – 40%
Молоко – 75%

 Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)

 Вспомните формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) · w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w )

 По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)).

Далее  предлагаем решить учащимся задачу:

Задача №1. Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько г марганцовки потребуется для приготовления 500 г такого раствора? (Ответ: 40 г.)

–Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)

15% от 500;

500·0,15=75 (г) – марганцовки.

Ответ: 75 г.

 Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках математики без применения химических формул.

Задачам на растворы в школьной программе уделяется очень мало времени, но эти задачи встречаются на экзаменах в 9 и 11 классах. В этом году на экзамене в 9 классе была задача на смешивание растворов, и она оценивалась в 6 баллов.

Задача №2. При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов каждого раствора взяли?

Можно ли решить эту задачу так быстро?

О чем говорится в этой задаче? (о растворах)

Что происходит с растворами? (смешивают)

Решение:

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16 · 200
0,1х + 60 – 0,3х = 32
-0,2х = -28
х = 140
140 (г) – 10% раствора
200 – 140 = 60 (г) - 30% раствора.

Ответ: 140 г, 60 г.

 Рассмотрим еще один раствор – это уксусная кислота. Водный раствор уксусной кислоты, полученный из вина (5-8%) называют винным уксусом. Разбавленный (6-10%) раствор уксусной кислоты под названием “столовый уксус” используется для приготовления майонеза, маринадов и т.д. Уксусная эссенция 80% раствор. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов. “Столовый уксус”, используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов. Очень часто при приготовлении блюд под руками оказывается уксусная эссенция. Как из нее получить столовый уксус. Поможет следующая задача.

Задача №3. Какое количество воды и 80%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

0,8х = 0,08 · 200
0,8х = 16
х = 16 : 0,8
х = 20
20 (г) – уксусной кислоты
200 – 20 = 180 (г) – воды.

Ответ: 20 г, 180 г.

А сейчас мы решим экспериментальную задачу.

Приготовить 20 г 5%-го раствора поваренной соли. (Расчётная часть). Затем выполняем практическую часть. (Напомнить правила Т-Б).

Рефлексия. (Синквейн)

Раствор
Разбавленный, водный
Растворять, смешивать, решать
Растворы широко встречаются в быту.
Смеси

Технологическая «находка» по химии «Изучение электронного баланса на уроках химии»

Умение составлять электронный баланс  при изучении окислительно-восстановительных реакций является одним из важнейших при изучении химии. Однако, несмотря на то, что учителя уделяют много времени и внимания формированию этого умения, учащиеся  испытывают затруднения и допускают  многочисленные ошибки.
К типичным ошибкам в традиционных способах приводят: неясность того, нужно ли учитывать индекс элемента и с какой части уравнения начинать расстановку коэффициентов. Излагаемый ниже способ этих недостатков лишен, достаточно лишь запомнить некоторые весьма несложные правила составления баланса.
Применяя этот метод в течение многих лет в своей работе, мне удалось дополнить и расширить его, постепенно сложились «Правила составления баланса».

Суть метода: электронный баланс составляется под уравнением, при этом учитываются индексы элементов, затем находится наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (НОК), делением НОК на эти числа получаем коэффициенты для восстановителя и окислителя.
Например, для уравнения     Al0 +   Сl20 ––> Al + 3Cl3–1           рассуждение ведется на один атом элемента: до реакции атом алюминия имел степень окисления ноль, после реакции приобрел степень окисления +3, следовательно, атом Al отдает три электрона. В той части уравнения, где составляется баланс, индекс Al равен единице, поэтому число три остается без изменений и подписывается под алюминием:

Хлор до реакции имел степень окисления ноль, после реакции имеет степень окисления –1, т.е. один атом хлора принимает один электрон, однако, в  той части уравнения, где составляется баланс у хлора индекс два и, умножая число электронов на индекс, получаем  цифру два  для хлора

Находим НОК для числа отданных и принятых электронов

Делением НОК на число отданных электронов, получаем  коэффициент для Al (6 : 3 = 2)

Делением НОК на число принятых электронов, получаем коэффициент для хлора (6 : 2 = 3)

В другой части уравнения коэффициенты расставляются методом подбора.