Презентация к исследовательскому проекту "Математика в химии"

• 1 слайд

  Автор работы: ученик 8А класса МБОУ КСОШ №1 Дубина Никита Руководители: Бабичева В.Н. – учитель химии, Ненашева К.С. – учитель математики Математика в химии

• 2 слайд

  Цель работы: доказать взаимосвязь математики и химии, показать эффективность использования методов математики при изучении химии и в практической деятельности. Задачи: Раскрыть взаимосвязь математики и химии Раскрыть приёмы математики, использующиеся в химии на примерах Провести анкетирование среди учащихся 8 – 11 классов по теме «Математика в химии» Проанализировать полученные результаты анкетирования и сформулировать выводы.    Математика в химии

• 3 слайд

  Предмет исследования: математические знания при изучении химии. Объект исследования: предметы школьного курса химия и математика. Методы исследования: теоретические: анализ, синтез, сравнение, обобщение. практические: анкетирование учащихся. Математика в химии

• 4 слайд

  Химия широко использует в своих целях достижения других наук, в первую очередь, физики и математики.   Математика для химиков – это, в первую очередь, полезный инструмент решения многих химических задач. «В любой науке столько истины, сколько в ней математики». Иммануил Кант

• 5 слайд

  «Стремящийся к ближайшему изучению химии должен быть сведущ и в математике» М.В. Ломоносов В 1741 г. М. В. Ломоносов, в своем сочинении «Элементы математической химии», писал: «. . .если математики из сопоставления немногих линий выводят очень многие истины, то и для химиков я не вижу никакой иной причины, вследствие которой они не могли бы вывести больше закономерностей из такого обилия имеющихся опытов, кроме незнания математики».

• 6 слайд

  Немного из истории Приложения математики в химии обширны и разнообразны. Не однократно математики спорили с химиками о сущности химических законов. Математик Гаусс утверждал, что законы существуют только в математике, а потому химия почитаться за науку не может.

• 7 слайд

  Вопросы анкетирования 1. Можно ли изучать химию без знаний математики ? А) да Б) нет 2. Какие правила математики пригодились вам при определении валентности и составления хим. формул по валентности? А) НОК Б) Уравнения В) Округление Г) Деление 3. Какие методы, знания математики пригодились вам при решении расчётных задач по химии? А) Метод пропорции Б) НОК В) Округление Г) Порядок выполнения действий Д) Составление пропорций и уравнений 4. Существует ли связь геометрии с химией ? А) Да Б) Нет 5. Чтобы рассчитать молекулярную массу сложного вещества, какие знания математики пригодятся вам? А) НОК Б) Округление В) Правила сложения, вычитания , умножения. Г) Составление пропорций Д) Составление уравнений 6. Согласны ли вы с тем, что без знаний математики невозможно хорошо понять материал по химии А) Согласен Б) Не согласен

• 8 слайд

  Можно ли изучать химию без знаний математики? 8 класс 9 класс

• 9 слайд

  Можно ли изучать химию без знаний математики? 10класс 11 класс

• 10 слайд

  Анализ результатов ответов на второй вопрос

• 11 слайд

  Методы математики при решении расчётных задач

• 12 слайд

  Существует ли связь геометрии с химией ?

• 13 слайд

  Чтобы рассчитать молекулярную массу сложного вещества надо знать:

• 14 слайд

  Сравнение ответов на первый и последний вопросы

• 15 слайд

  Округление Округление — математическая операция, позволяющая уменьшить количество знаков в числе за счёт замены числа его приближённым значением с определённой точностью.

• 16 слайд

  Округление Математика Округление к ближайшему целому— наиболее часто используемое округление, при котором число округляется до целого. Например: Округлить число 74,28 до десятых и до целого. 74,28 = 74,3 74,28 = 74 Химия В химии мы используем метод округления, когда определяем относительную атомную массу химического элемента. Например: Ar (Mg) = 24,305 = 24; Аr (Na) = 22,98977 = 2

• 17 слайд

  Законы умножения, сложения и вычитания. Операции сложения и умножения действительных (а значит, в том числе и натуральных, и целых) чисел обладают следующими свойствами: a + b = b + a (переместительный закон сложения). (a + b) + c = a + (b + c) (сочетательный закон сложения). ab = ba (переместительный закон умножения). (ab)c = a(bc) (сочетательный закон умножения). a(b + c) = ab + ac (распределительный закон умножения относительно сложения).

• 18 слайд

  Законы умножения, сложения и вычитания. Математика переместительный: Пример. 310 + 1454 = 1454 + 310 = 1764. 310 ·1454 = 1454 · 310 = 450740 2) сочетательный Пример: (329 + 85) + 120 = 329 + (85 + 120) = 329 + 205 =534 (32 · 25) ·4 = 32 · (25 ·4) = 32 ·100 =3200 распределительный Пример: 13·78 + 13·22 = 13·(78 + 22) = 13·100 = 1300 Химия Данные правила помогают правильно вычислить Mr сложного вещества. Например: Mr (H2SO4)= 1·2+32·1+16·4=98. Первое действие - умножение, второе - сложение. Mr(Al(OH)3 = 27 + (16+1)· 3= 27+ 17·3= 27+51=78 или Mr(Al(OH)3 = 27 + (16+1)· 3= 27+ 16·3+ 1·3= 27+48+ 3=78

• 19 слайд

  НОК в математике Наиме́ньшее о́бщее кра́тное (НОК)двух целых чисел m и n есть наименьшее натуральное число, которое делится на m и n без остатка.

• 20 слайд

  НОК в химии Например: Составить формулу вещества по схеме SnOm., если валентность серы равна VI. Зная, что валентность кислорода равна (II), а валентность серы (VI). Определяем НОК значений валентностей химических элементов в формуле 6 и 2, будет 6. 2. Определяем число атомов серы в формуле. НОК (6 )для данной формулы делим на валентность серы 6:6 =1 (следовательно, значение n = 1), значит в формуле атом серы 1. 3. Определяем число атомов кислорода в формуле. НОК 6 для данной формулы делим на валентность кислорода 6:2=3 (следовательно, значение m= 3), значит в формуле атомов кислорода 3. Искомая формула: SO3

• 21 слайд

  Математические уравнения Математические уравнения и методы, используемые в химии, имеют дело не с абстрактными величинами, а с конкретными свойствами атомов и молекул, которые подчиняются естественным природным ограничениям. Говоря другим языком, математические уравнения, применяемые в химии, а также их решения должны иметь химический смысл.

• 22 слайд

  Математические уравнения в химии Химические превращения веществ описываются с помощью уравнений химических реакций. Задание: Дано уравнение реакции (взрыв гремучей смеси). хH2 + yO2 = zH2O. Требуется найти коэффициенты перед всеми веществами: x, y, z. Способ решения 1. Обычно, эти коэффициенты находят методом подбора, что не всегда просто сделать. Можно убедиться, что для рассматриваемой реакции x=2, y=1, z=2. Способ решения 2. Используя алгебраический метод, найдем коэффициенты для уравнения: хH2 + yO2 = zH2O Для этого составим баланс атомов по каждому элементу. 1. Баланс по водороду Н: Слева имеем 2х атомов водорода, а справа – 2z. Значит, 2х = 2z 2. Баланс по кислороду О: Слева имеем 2y атомов кислорода, а справа – z. Значит, 2y = z. 3. Выразим все коэффициенты через одну неизвестную величину, например, через х. Из первого уравнения получаем: z = x. А из второго уравнения находим: y = 1/2z = 1/2x 4. С учетом этих результатов, уравнение химической реакции принимает вид: хH2 + 1/2xO2 = xH2O . Сократив обе части этого уравнения на x, получаем: H2 + 1/2O2 = H2O. После умножения обеих частей уравнения на 2, окончательно находим: 2H2 + O2 = 2H2O

• 23 слайд

  Метод пропорций Пропорция - равенство двух отношений: a/b=c/d , где b и d не равны нулю. (a, d - крайние члены пропорции; b, c - средние члены пропорции). Основное свойство пропорции: ad = bc. Например:3/4= 6/8 Пример: Автомобиль на 56,8 км пути затратил 4,26 л бензина. Сколько литров бензина потребуется ему, чтобы проехать 160 км? Решение. х л — расход бензина на 160 км. 4,26 л — на 56,8 км. Зависимость прямо пропорциональная. Пропорция:  Ответ: х = 12 л.

• 24 слайд

  Пропорции в химии Пример. Какую массу фосфора нужно сжечь для получения оксида фосфора(V) массой 7,1г? Решение 1. Составляем уравнение реакции и устанавливаем стехиометрические отношения между известной и искомой величиной: x г 7,1 г 4P + 5O2 = 2P2O5 n 4 моль 2 моль M 31 г/моль 142 г/моль m 124 г 284 г 2. Составляем пропорцию, рассуждая: при сжигании фосфора массой 124 г образуется оксид фосфора(V) массой 284 г, а при сжигании фосфора массой x г получается оксид фосфора(V) массой 7,1 г: X :124= 7,1: 284 3.Решаем пропорцию: х = 124· 7,1 : 284 = 3. Ответ: для получения оксида фосфора(V) массой 7,1 г необходимо сжечь фосфор массой 3,1 г.

• 25 слайд

  В решении химических задач целесообразно использовать алгебраические приёмы. 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 Математические способы решения расчетных задач по химии

• 26 слайд

  Система уравнений с двумя неизвестными

• 27 слайд

  Задача 1. Рассчитайте массы растворённого вещества и растворителя, которые необходимо взять для приготовления 150 г 20%- ного раствора. 30 60 90 120 20% 40% 60% 80% 150 0 100%

• 28 слайд

  Геометрия химических структур Самый простой правильный многогранник – тетраэдр, правильная треугольная пирамида. Молекула с такой геометрией существует в природе – это P4, молекула белого фосфора. Каждая вершина связана с тремя другими, атомы фосфора в P4 трехвалентны.

• 29 слайд

  В химии нет понятия «бесконечность». Число атомов в наблюдаемой части Вселенной очень велико, и, конечно, поэтому в природе нет бесконечно больших величин. Каковы же самые большие числа, используемые химиками? Число Авогадро (NА). NА= 6,0221367*1023 - число частиц, содержащееся в моле любого вещества. Число атомов во Вселенной оценивается как 1050, на Земле – 1080атомов, в человеческом организме их примерно 1027. Какие ограничения накладывает химия на решение математических задач?

• 30 слайд

  Мы рассмотрели всего несколько примеров, показывающих, как математика используется в химии. Они дают определенное, хотя, конечно, неполное представление о задачах, решаемых химиками с помощью математики, и ограничениях, которые химия накладывает на применяемую в ней математику. И хотя химики и математики мыслят совсем по разному, те случаи, когда им удается взаимодействовать, приводят к появлению красивых и нетривиальных результатов и способствуют обогащению обеих наук. Роль математики в химии

• 31 слайд

  Выводы Для изучения химии необходимы знания математики. Необходимо перед Именно математика превратила химию из описательной науки в экспериментальную, и именно математика сделала химию наукой.

• 32 слайд

  http://www.chem.msu.su/rus/books/2010 http://ru.wikipedia.org/ http://www.maratakm.ru/index_files/14.htm http://www.o8ode.ru/article/learn/mathmodel.htm http://him.1september.ru/view_article.php?id=201000710 Список использованных  информационных ресурсов

• 33 слайд

  Спасибо за внимание!!!

• 34 слайд