Математические способы решения расчетных задач по химии

Научная литература / Графический метод решения химических задач / Математические способы решения расчетных задач по химии
Страница 1

Как бы ни были интересны теоретические разделы учебника и качественные опыты практикума, они недостаточны без численного подтверждения выводов теории и результатов эксперимента: ведь химия – количественная наука. Включение задач в учебный процесс позволяет реализовать следующие дидактические принципы обучения: 1) обеспечение самостоятельности и активности учащихся; 2) достижение прочности знаний и умений; 3) осуществление связи обучения с жизнью; 4) реализация предпрофильного и профильного политехнического обучения.

Решение задач является одним из звеньев в прочном усвоении учебного материала, так как формирование теорий и законов, запоминание правил и формул, составление уравнений реакций происходит в действии.

В решении химических задач целесообразно использовать алгебраические приёмы. В этом случае исследование и анализ ряда задач сводятся к преобразованиям формул и подставлению известных величин в конечную формулу или алгебраическое уравнение. Задачи по химии похожи на задачи по математике, и некоторые количественные задачи по химии (особенно на «смеси») удобнее решать через систему уравнений с двумя неизвестными.

Рассмотрим несколько таких задач

Задача 1.

Смесь карбонатов калия и натрия массой 7 г обработали серной кислотой, взятой в избытке. При этом выделившийся газ занял объем 1,344 л (н.у.). Определить массовые доли карбонатов в исходной смеси.

Решение .

Составляем уравнений реакций:

xг

yл

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2^ + H2O

1моль

1моль

106г

22,4л

(7-х)г

(1,344-у)л

K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2^ + H2O

1моль

1моль

138г

22,4л

Обозначим через хг массу карбоната натрия в смеси, а массу карбоната калия – через (7-х)г. Объём газа, выделившегося при взаимодействии карбоната натрия с кислотой, обозначаем через у л, а объём газа, выделившегося при взаимодействии карбоната калия с кислотой, обозначаем через (1,344-у)л.

Над уравнениями реакций записываем введенные обозначения, под уравнениями реакций записываем данные, полученные по уравнениям реакций, и составляем систему уравнений с двумя неизвестными:

х/106 = у/22,4 (1)

(7-х)/138=(1,344-у) (2)

Из первого уравнения выражаем у через х:

у = 22,4х/106 (3)

(1,344-22,4х/106)•138=22,4•(7-х). (4)

Решаем уравнение (4) относительно х.

185,472-29,16х=156,8-22,4х

6,76х=28,672

х=4,24

Следовательно, масса карбоната натрия равна 4,24 г.

Массу карбоната калия находим вычитанием из общей массы смеси карбонатов массы карбоната натрия:

7г-4,24г=2,76г.

Массовые доли карбонатов находим по формуле:

w=(mком-та/mобщая)•100%

w(Na2CO3)=(4.24/7)•100%=60.57%

w(K2CO3)=(2.76/7)•100%=39.43%.

Ответ: массовая доля карбоната натрия равна 60,57%, массовая доля карбоната калия равна 39,43%.

Задача 2.

Смесь карбонатов калия и натрия массой 10 г растворили в воде и добавили избыток соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через трубку с пероксидом натрия. Образовавшегося кислорода хватило, чтобы сжечь 1,9 л водорода (н.у.). Напишите уравнения реакций и рассчитайте состав смеси.

Решение.

Составляем уравнения реакций:

х г

y л

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + СО2 (1)

1моль

1моль

106г

22,4л

(10-x)г

(1.9-y)л

K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2^ (2)

1моль

1моль

138г

22,4л

Страницы: 1 2 3 4

Смотрите также

Содержание глутаминовой кислоты в камерной влаге
...

Введение.
      XX в. насыщен многими событиями, которые будоражили и потря­сали земную цивилизацию. Шла борьба за передел мира, за сферы экономического и политического влияния, за источники минерального сырь ...

Планирование дискриминирующих экспериментов
Для дискриминации гипотез используют эксперименты различного типа. Химические эксперименты. Различные тестовые реакции часто позволяют определить вероятность участия того или иного вещес ...