Стехиометрические расчеты по теме "Кристаллогидраты"

Steiometric calculations on the topic of "Crystallodrat"

 

Автор: Бадмаева Антонина Борисовна

МБОУ «ЭМГ», Элиста, Республика Калмыкия, Россия

e-mail: ox1genium@yandex.ru

Badmaeva Antonina Borisovna

Elista, Republic Of Kalmykia, Russia

e-mail: ox1genium@yandex.ru 

 

Аннотация: Развитие логического мышления обучающихся является одним из приоритетных направлений работы школы. Технология "Укрупнение дидактических единиц" раскрывает возможности деятельности, познания, реализации и развития способностей обучающихся.

Abstract: The development of the logical thinking of students is one of the priority areas of the school's work. The technology "The consolidation of didactic units" reveals the possibilities of activity, cognition, implementation and development of the abilities of learners.

Ключевые слова: Стехиометрические расчеты, Кристаллогидраты, укрупнение дидактических единиц.

Keywords: Stejometric calculations, Crystallogics, consolidation of didactic units.

Тематическая рубрика: Химия и материаловедение.

 

Развитие логического мышления обучающихся является одним из приоритетных направлений работы школы. Технология УДЕ раскрывает возможности деятельности, познания, реализации и развития способностей обучающихся.

Одним из взаимосвязанных подходов к обучению, рассматриваемые в публикации, является обеспечение единства процессов составления и решения задач. Составление и решение обратной задачи выступает простым и удобным критерием развития творческого мышления обучающихся – она «всегда приводит ученика к постановке новых проблем» (П.М. Эрдниев).  

Укрупнение дидактических единиц – это технология обучения, обеспечивающая самовозрастание знаний учащегося благодаря активизации у него подсознательных механизмов переработки информации посредством сближения во времени и пространстве мозга взаимодействующих компонентов доказательной логики и положительных эмоций (П.М. Эрдниев).

П.М. Эрдниев – педагог-новатор, автор научной школы высокоэффективной технологии математического образования укрупнением дидактических единиц (УДЕ), доктор педагогических наук, академик РАО, заслуженный деятель науки РСФСР, Лауреат премии Президента РФ (1998 г.), создал в России свою школу последователей УДЕ (учителя-экспериментаторы, методисты, ученые), автор многочисленных публикаций, монографий и учебных пособий, научный руководитель аспирантов и ученых (20 кандидатских и более 10 докторских диссертаций по проблемам внедрения технологии УДЕ в массовую практику школ и вузов).

Укрупненная дидактическая единица обладает качествами системности и целостности, устойчивостью к сохранению во времени и быстрым проявлением в памяти. Особую актуальность УДЕ приобретает в условиях введения ФГОС. Принципы технологии УДЕ способствуют формированию универсальных учебных действий, ключевых метапредметных компетенций, развитию учебно-познавательных возможностей обучающихся.

Главная особенность укрупнения единицы усвоения – создание условий для постижения богатства связей и переходов между компонентами единого знания.

Укрупненная дидактическая единица определяется не объемом химической информации, а наличием связей при выполнении обратных задач. С точки зрения психологии, составление обратной задачи является гораздо более сложным мыслительным процессом, чем решение готовой задачи, процедура составления которой требует активизации познавательной деятельности обучающихся. Иногда составление и решение обратной задачи становится условием понимания прямой задачи. Таким образом, анализ прямых и обратных задач в их разнообразных соотношениях, определение информационной основы задач, значительно активизирует мыслительную деятельность обучающихся и способствует организации урока на достаточно высоком методическом уровне.

Матрица-обращение позволяет моделировать условия и определить неизвестный вопрос для обратных задач (Б. П. Эрдниев). От числа физических параметров прямой расчетной задачи в основном зависит и число обратных задач. В отличие от общепринятой записи условий задач предлагается строчная запись, внесенная в матрицу. Непременным условием решения обратных задач является составление текста задачи. Совокупность прямой и обратной задач приводит к достижению системности знаний по химии.

 

Основные понятия: кристаллогидраты, кристаллизационная вода.

Стехиометрические расчеты, используемые при решении задач по теме: «Кристаллогидраты».

Химическая теория растворов Д.И. Менделеева. Растворение – это физико – химический процесс разрушения химических связей в исходных веществах и образования новых связей в гидратах. Многие гидраты не разрушаются и при полном выпаривании раствора.

Твердые кристаллогидраты: медный купорос (халькантит), железный купорос (мелантерит), сода кристаллическая (натрон), английская или горькая соль (эпсомит), норвежская селитра (нитрокальцит), алюмокалиевые квасцы, хромокалиевые квасцы, глауберова соль (мирабилит), селитра магнезиевая (нитромагнезит), карналлит, гипс.

Практическое применение кристаллогидратов в медицине, сельском хозяйстве.

Задача 1. 225 г 25,5% раствора бромида кальция растворили гексагидрат бромида кальция массой 50,0 г. Вычислить  массовую долю вещества в получившемся растворе.

Решение.

ν(CaBr2·  6H2O) =  = 0,16234 моль, ν2(CaBr2 ) = ν(CaBr2 · 6H2O) = 0,16234 моль, m2 (CaBr2 ) = 0,16234 · 200 = 32,4675 г

m1(CaBr2 ) = 0,255 · 225 = 57,375 г,

mобщ(CaBr2 ) = m1 + m2 = 57,375 + 32,4675 = 89,8425 г

 m(полученного р-ра) = m1(р-ра CaBr2) +  m(CaBr2·6H2O ) =  225+50 = 275 г   ω2(CaBr2) =  = 32,67% .

Матрица 1. Стехиометрические расчеты по теме «Кристаллогидраты»..

№	m1(р-ра CaBr2), г	ω1(CaBr2), %	m(CaBr2 · 6H2O), г	ω2( CaBr2), %
1	225	25,5	50,0
2	225	25,5		32,67
3	225		50,0	32,67
4		25,5	50,0	32,67

 Обратные задачи:

Задача 2. Какую массу гексагидрата бромида кальция необходимо растворить в 225 г раствора бромида кальция с массовой долей 25,5 % для получения 32,67%-ного  раствора бромида кальция.

Задача 3. В 225 г раствора бромида кальция растворили гексагидрат бромида кальция массой 50,0 г и получили раствор соли с массовой долей 32,67 %. Рассчитайте массовую долю соли в первоначальном растворе.

Задача 4. В растворе бромида кальция с массовой долей 25,5 % растворили гексагидрат бромида кальция массой 50,0 г и получили раствор соли с массовой долей 32,67 %. Рассчитайте массу первоначального раствора бромида кальция.

 

Групповая форма работы

Задание 1. Выведите формулу кристаллогидрата … , если известно, что массовая доля кристаллизационной воды в нем равна … Составьте условие прямой задачи, решите её. На основании матрицы составьте обратные задачи и представьте их решение.

Задача 1А группы. Выведите формулу кристаллогидрата сульфата марганца , если известно, что массовая доля кристаллизационной воды в нем равна 37,34%.

(MnSO4 · 5H2O).

Задача 2Б группы. Выведите формулу кристаллогидрата сульфата кобальта, если известно, что массовая доля кристаллизационной воды в нем равна 44,84%.

(CoSO4 · 7H2O).

Задача 3В группы. Выведите формулу кристаллогидрата сульфата никеля, если известно, что массовая доля кристаллизационной воды в нем равна 44,89%.

(NiSO4 · 7H2O).

MeSO4 · 5H2O (MnSO4 · 5H2O, CuSO4 · 5H2O)

MeSO4 · 7H2O (FeSO4 · 7H2O, CoSO4 · 7H2O, NiSO4 · 7H2O)

Задание 2. Выведите формулу кристаллогидрата … , если известно, что при прокаливании … г кристаллогидрата масса уменьшилась на … г.

 

Химические свойства кристаллогидратов. Термическое разложение.

Задача 1F группы. Выведите формулу кристаллогидрата хлорида кобальта, если известно, что при прокаливании 1,23 г масса уменьшилась на 0,72 г. (CrCl2 · 4H2O).

Задача 2N группы. Выведите формулу кристаллогидрата хлорида железа, если известно, что при прокаливании 2,70 г масса уменьшилась на 0,72 г. (FeCl2 · 4H2O).

Задача 3Z группы. Выведите формулу кристаллогидрата хлорида марганца, если известно, что при прокаливании 1,98 г масса уменьшилась на 0,72 г. (MnCl2 · 4H2O).

MeCl2 · 4H2O = MeCl2 + 4H2O  (t оC). 

MeCl2 · 4H2O (CrCl2 · 4H2O, MnCl2 · 4H2O, FeCl2 · 4H2O).

Составление и решение обратных задач:

Задание 3. В растворе соли с заданной массовой долей растворили кристаллогидрат этой же соли. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Составьте условие прямой задачи, решите её. На основании матрицы составьте обратные задачи и представьте их решение (задание на дом).

Задача 3А группы. В 300 г 20% раствора сульфата железа (II) растворили железный купорос массой 27,8 г. Вычислите массовую долю соли в получившемся растворе.

Задача 3Б группы. В 300 г 20% раствора сульфата меди (II) растворили медный купорос массой 25 г. Вычислите массовую долю соли в получившемся растворе

Задача 3В группы. В 300 г 20% раствора сульфата натрия растворили глауберову соль массой 32,2 г. Вычислите массовую долю соли в получившемся растворе.

Матрица 1. Стехиометрические расчеты по теме «Кристаллогидраты».

№	m(FeSO4),г	ω1 (FeSO4), %	m(FeSO4·7H2O),г	ω2 (FeSO4), %
1	300	20	27,8
2	300	20		22,94
3	300		27,8	22,94
4		20	27,8	22,94

 

Матрица 1. Стехиометрические расчеты по теме «Кристаллогидраты».

№	m(CuSO4),г	ω1(CuSO4), %	m(CuSO4·5H2O),г	ω2 (CuSO4), %
1	300	20	25
2	300	20		23,38
3	300		25	23,38
4		20	25	23,38

 

Матрица 1. Стехиометрические расчеты по теме «Кристаллогидраты»

№	m(Na2SO4),г	ω1(Na2SO4),  %	m(Na2SO4·10H2O), г	ω2 (Na2SO4), %
1	300	20	32,2
2	300	20		22,34
3	300		32,2	22,34
4		20	32,2	22,34

 

Мастер-класс

Задание 1. Определите соли, образующие природные кристаллогидраты. Приведите химические формулы кристаллогидратов  и дайте им название по систематической номенклатуре и тривиальные, минералогические названия..

Задание 2. Снимите цветные стикеры и при правильном определении вы найдете три буквенных обозначения – это известная  в дидактике современная технология обучения. Правильные ответы могут располагаться, как по горизонтали или вертикали, так и по диагонали матрицы.   

Матрица 1.Cоли, образующие кристаллогидраты.

	«S»	«A»	«N»
1	FeСl2	MgSO4	Na2SO4
2	Na2CO3	KAl(SO4)2	NiSO4
3	CaSO4	ZnSO4	CuSO4

Матрица 1 (вариант ответа)

	«S»	«A»	«N»
1			Е
2		Д
3	У

 

Литература:

1. Кузьменко Н.Е, Еремин В.В. 2500 задач по химии для школьников и поступающих в ВУЗ. - М.: Оникс 21 век. Мир и образование, 2002.

2. Лидин Р.А, Аликберова Л.Ю. Химия. Справочник для старшеклассников и поступающих в ВУЗы. - М.:Аст-Пресс школа, 2007.

3. Пузаков С.А., Попков В.А. Пособие по химии для поступающих в ВУЗы.- М.: 1999.

4. Эрдниев П.М. Эрдниев Б.П. Укрупнение дидактических единиц в обучении математике. -  М.: «Просвещение», 1986.

5. Эрдниев Б.П. Матрицы  в обучении. – Элиста: Калмыцкий университет, 1990 .

Эрдниев П.М. Укрупнение дидактических единиц как технология обучения (часть І,II). -  М.: «Просвещение», 1992.