ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методика решения задач по химии из "Химия. Задачи и упражнения" В развитии современной химии главную.роль играет количественный эксперимент, для постановки которого требуются математические знания. Перед химиками практика постоянно ставит разнообразные задачи, для эффективного решения которых необходимо не только знать свойства химических элементов и соединений, но и уметь анализировать законы и понятия химии, творчески подходить к решению практических проблем. Незаменимым средством развития таких способностей являются расчетные задачи. [c.5] Расчетная задача — это требование найти одну или несколько неизвестных величин, которые называют искомыми. Обязательным элементом расчетной задачи является условие, в котором указаны величины — данные задачи, находяш,иеся в определенной зависимости с искомой величиной. [c.5] В условиях задач по химии часто предлагают найти качественные характеристики объектов, например определить химический элемент, написать формулу соединения и т. п., однако в ходе решения задач необходимо находить количественные характеристики объектов — степень окисления элемента, молекулярную массу или плотность соединения и др. [c.5] Задачи, условия которых содержат данные, необходимые и достаточные для получения единственного решения, называются определенными. Иногда учащимся предлагают задачи, в условиях которых заложена информация не только достаточная для нахождения искомой величины, но и излишняя, когда независимо от того, какие данные учитывают в процессе решения, а какими пренебрегают, всегда можно получить один и тот же ответ. В отдельных условиях задач приводятся величины, не влияющие на искомую величину, т. е. эти величины могут принимать другие значе Ция, но ответ на поставленный вопрос будет один и тот же. Во всех случаях, когда решение однозначно, задача определенная. [c.5] Однако есть задачи, имеющие несколько или нескончаемое множество решений. Их называют неопределенными. Такие задачи в средней школе не рассматриваются, однако они имеют практическое значение. Существуют также задачи, не имеющие ни одного решения. Их называют противоречивыми. [c.5] Решить задачу — значит найти искомую величину. Способы, с помощью которых можно выполнить это требование, очень разнообразны. Каждый из них базируется на некоторой последовательности логических суждений. [c.6] Процесс решения всегда начинается с изучения условия. Необходимо уяснить, о каких величинах идет речь, какие зависимости существуют между данными задачи и искомой величиной, какими законами или понятиями химии устанавливаются эти зависимости. Иногда полезно установить тип задачи, поскольку это предопределяет способ ее решения. Однако деление на типы используют только в том случае, когда классификация имеет отношение к способам решения. [c.6] Решение каждой расчетной задачи связано с применением математического аппарата. В средних школах рекомендуют применять арифметику. Вместе с тем в новой школьной программе по математике главное внимание уделено алгебре. Знания по алгебре можно. применять в химии более успешно, чем знания по арифметике. Поэтому остановимся подробнее на алгебраических способах решения задач. [c.6] Алгебра позволяет выражать химические понятия и законы уравнениями, в которых вместо словесных определений используются математические символы. Любую задачу можно свести к системе уравнений, а затем решить, используя установленные правила. В процессе решения наиболее важным является умение сформулировать суждения, вытекающие из условия задачи и химических законов, которые можно представить уравнениями. [c.6] Изучив условие задачи, искомые величины обозначают латинскими буквами X, У или 2 и формулируют точное определение этих величин. Запись ведут так X — масса раствора, г, или X — содержание кислорода в смеси газов, об. %. При этом особо следует остерегаться неточных определений искомых величин, например X — количество раствора в данном случае неясно, о каком количестве идет речь — о массе раствора или о его объеме. [c.6] Неизвестной удобнее всего считать искомую величину, а не какую-либо вспомогательную, которую по условию задачи не требуется определять. [c.6] Если в задаче речь идет о взаимодействии веществ, в большинстве случаев записывают уравнение реакции и расставляют перед формулами коэффициенты. Чаще в условиях вместо количественной характеристики соединений приводят их названия или формулы. Количественными характеристиками могут быть атомные или молекулярные массы элементов и соединений, степени окисления или Еалентности элементов, заряды ионов и др. Такие данные, если они требуются для решения задачи, берут из справочников. Затем устанавливают зависимости данных задачи между собой, а также с искомой величиной и выражают эти зависимости алгебраическими уравнениями. [c.6] Для того чтобы задача имела одно определенное решение, необходимо, чтобы количество составленных уравнений равнялось количеству неизвестных величин, фигурируюш,их в них. [c.7] Очень важно научиться находить математическую форму выражения химических понятий, законов, концепций. Химические законы отражают определенную зависимость между величинами, которую всегда можно записать в математической форме уравнениями. Для каждого частного случая уравнение, выражающее один и тот же закон, несколько видоизменяется. Необходимо уметь составлять алгебраические уравнения, выражающие химические законы применительно к величинам, рассматриваемым в задачах. [c.7] ПОНЯТНО, что ДЛЯ каждой отдельной реакции в уравнении, отражающем закон сохранения массы веществ, будут фигурировать другие величины. Однако даже для одной и той же реакции этот закон -можно выразить видоизмененными уравнениями, описывающими зависимость между величинами, которые, например, заданы в условии задачи. [c.7] как и предыдущие, отражает закон сохранения массы веществ для данной реакции. [c.8] В этом уравнении фигурирует еще одна величина, указанная в условии задачи,— процентная концентрация раствора. Каждый тип задач имеет свои особенности составления уравнений. В нижеследующих разделах даны рекомендации к способам составления системы уравнений для решения наиболее типичных задач по химии. Составленную систему уравнений приводят к одному уравнению, решив которое, находят искомые величины. Правила решения уравнений описаны в учебниках алгебры. Преобладающее большинство задач по химии, предлагаемых в сборниках для средних школ, можно решить с помощью одного линейного уравнения. Решив уравнение, формулируют ответ на вопрос, поставленный в задаче. [c.8] При арифметическом способе решения все задачи, принято делить на простые, которые можно решить одним действием, и составные. Составную задачу в большинстве случаев решают расчленением ее на несколько простых поэтапных задач. Выделить поэтапную задачу в процессе решения составной — это значит сформулировать вопрос с требованием найти неизвестную величину, которую определяют, исходя из данных задачи и величин, найденных в результате репшния предыдущих поэтапных задач, в каждой из которых определяют иную неизвестную величину. В конечной поэтапной задаче находят искомую величину, указанную в условии составной зада и. [c.8] Единых правил расчленения нет. Каждая задача требует своеобразного подхода. Причем для составной задачи всегда существует несколько вариантов расчленения ее на поэтапные По мере усложнения задач резко возрастают и трудности, связанны ( расчленением составной задачи на простые. [c.8] Особо сложные задачи лучше решать алгебраическими способами, позволяющими значительно расширить круг задач, которые можно ставить в пределах программы и которые, по сравнению с арифметическими, легче усваиваются учащимися. [c.8] Вернуться к основной статье