Формирование количественных химических понятий при решении задач по химии

Формирование количественных химических понятий при решении задач по химии При обучении учащихся решению расчётных химических задач следует помнить, что решение задач – это не самоцель, это средство, способствующие более   глубокому   пониманию   и   усвоению   химических   понятий   и   в   первую очередь количественных. Обычно   у   учащихся   при   решении   расчётных   химических   задач возникают затруднения особого порядка, связанные именно со спецификой химической науки. Прежде   всего   они   вызваны   тем,   что   химические   расчёты   требуют использования   особой   физической   величины,   называемой   «количество вещества» и её единицы – моля. При этом важно учесть, что для понимания этой величины очень мало опорных понятий, что не способствует реализации принципа   доступности.   Эти   абстрактные   понятия   труднодоступны   для учащихся, так как они не имеют аналогии в других, предшествующих химии предметах. Кроме     того,   для   непосредственного   измерения   определённого количества вещества нет соответствующих приборов. Можно измерить массу, объём, но не количества вещества в молях. Оно определяется опосредованно, расчётом. Поэтому учащихся 8 класса, у которых абстрактное мышление ещё недостаточно хорошо развито, следует облегчить усвоение этого материала, по возможности привлекая наглядность, хотя и это очень трудно, потому что требует   развитого   воображения.   Понятие   «количество   вещества»   полезно объяснять,   исходя   из   числа   структурных   частиц  N,   а   «моль»   ­   из   числа Авогадро NА.Вторая причина трудностей в том, что в химии при расчётах приходится оперировать двумя рядами формул – химическими и математическими. Все эти   трудности   необходимо   преодолеть,   показывая   учащимся,   что   все   без исключения   химические   расчёты   основаны   на   использовании   моля   как единицы   количества   вещества.   Ученики   должны   это   твёрдо   осознать. Конечно, легче объяснить расчёт через составление пропорции в граммах или объёмах. Эти величины давно знакомы учащимся так же, как и пропорции. Но если учитель пойдёт по этому пути, он рискует в дальнейшем никогда не научить учащихся мыслить количественными химическими понятиями. Они не смогут объяснить причины, по которым можно составлять такие пропорции и   будут   считать   использование   понятия   «моль»   совершенно   лишним   и ненужным. Подбирать   задачи   нужно   так,   чтобы   возникла   необходимость использовать   эту   единицу.   И   лишь   тогда,   когда   в   сознании   учащихся утвердится,   что   количественные   отношения   веществ   всегда   выражаются   в молях, можно учить переходным формулам, показывать взаимосвязь массы и количества вещества, объёма и количества вещества. М (г/моль)  Молярная масса m (г) Масса                                    n (моль)  Количество веществ ρ  (г/л)  Плотность   Vm (л/моль)  Молярный объём               V (л)  ОбъёмЕщё одна трудность заключается в том, что иногда название величин вступает   в   противоречие   с   прежними,   прочно   утвердившимися   понятиями учащихся.   Например, величину «молярная масса» учащиеся воспринимают как массу, но размерность её не грамм (как должно быть у массы), а «г/моль» (отношение массы к количеству вещества). Такая же ситуация и с молярным объёмом. Очень важно правильно объяснить, что такое молярная масса М  и что такое молярный объём  Vm,  показать их размерность и объяснить, как с их помощью осуществляется переход от массы и объёма к количеству вещества и обратно.   Нужно   рассказать   о   постоянной   Авогадро  NА.  Учащиеся   должны всеми   формулами   пользоваться   сознательно.   Общие   формулы   всегда абстрактны, выражают обобщённые подходы   к решению, а в каждой задаче они   конкретизируются.   Полезно   довести   до   сведения   учащихся   схему, отражающую   систему   количественных   понятий,   связи   между   ними   и переходные формулы, выражающие связи между этими понятиями. n= ;       m=n*M;       M= ;  n= ;       V=n* Vm;              Vm= ; m=V*ρ;     V= ;           ρ=  . Для   самоконтроля   и   для   лучшего   запоминания   учителя   иногда   на первом этапе вывешивают настенную таблицу со схемой и формулами. Другие считают, что лучше, чтобы учащиеся всякий раз сами выводили эти формулы,но очевидно одно ­   учащиеся должны усваивать величины, «работающие» в формуле, сознательно.  Решение расчётных задач по химии очень тесно связано с физиком и математикой. Эти межпредметные связи нужно постоянно иметь в виду.  Методику решения задач также полезно связывать с физикой, сохраняя форму   записи   условия   и   решения.   Гораздо   более   рационален   физико­ математический   путь   решения,   когда   все   расчёты   производят   сначала   в буквенных выражениях и лишь после этого подставляют числовые значения.  Пример: «В лаборатории чистое железо можно получить по реакции его оксида FеО с водородом при повышенной температуре. Составьте уравнение реакции (один из   её   продуктов  –  вода)   и  рассчитайте   необходимые   количества   оксида   и водорода для получения 1 г железа». Дано:                                                 Решение: M (Fe)=1 г FeО  +  Н2  =  Fe  +  Н2O М (Fe)=56 г/моль 1 моль       1 моль      1 моль           Найти: n(Fe)= ; n (FeО) = ? (моль) n(Fe)=n(H2);   = n(H2); n (Н2) = ? (моль) n(Fe)=n(FeО);   = n(FeО); n(H2)=  =0,18 моль;(FeО)=0,18 моль Ответ: Для получения 1 г железа требуется 0,18 моль водорода и 0,18 моль оксида железа.