Статья "Дидактическая задача в решении задач по теме "Растворы""

Дидактическая таблица в решении задач по теме «Растворы»

Суворова Анна Александровна,

учитель химии МКОУ СОШ №2 п.Жигалово

  Решение задач по теме «Растворы» имеет большую практическую значимость: подкормка растений минеральными удобрениями, консервирование овощей и салатов,  приготовление растворов  штукатурки, затирки, бетона и т.д.

   Знания и умения, полученные на уроках химии,  пригодятся в жизни, особенно тем, кто желает связать свою жизнь с агрохимией, медициной,  строительством, да и просто с химией в быту.

Выделяют различные типы решения задач:

·         Решение задач на упаривание растворов

·         Решение задач на концентрирование растворов (добавление вещества)

·         Решение задач на разбавление растворов

·         Решение задач на смешивание растворов

·         Решение задач на смешивание раствора с кристаллогидратами

Существуют различные способы, с помощью которых можно решать такие задачи:

- математический способ,  с помощью пропорций;

- алгебраический способ,  через использование формул;

- правило креста.

 Но многие из них громоздки, сложны в решении. Для упрощения решения задач мне  удалось разработать  дидактическую таблицу.

Что такое дидактическая таблица?

   Это таблица, в которой заложен способ действий через использование формул. Рассмотрим это на примерах решения типовых задач по теме «Растворы» с использованием формулы: 

W =	m (р.в. )	*100% , где           w - массовая  доля растворённого вещества,                                  m (р.в. ) – масса растворённого вещества (г),                                 m (р-ра) – масса раствора (г).  Из общей формулы можно вывести  две рабочие формулы:    m (р.в.)= m(р-ра) *w    m (р-ра) = m (р.в.)/w     Создаём таблицу, в котором первый столбец -  w, второй столбец -  m (р-ра), третий столбец- m (р.в. ). И всегда так!
	m (р-ра)
w	m (р-ра) (г)		m (р.в. ) (г)

Как  работает   дидактическая таблица?

(Инструкция по работе)

  1.Если по условию задачи известны массовая доля растворённого вещества, масса раствора,  и  нужно найти массу растворённого вещества, то двигаясь по таблице слева направо, мы первый столбец умножаем на второй  и получаем искомое значение, т.е. используем первую рабочую формулу.

   2.Если по условию задачи известны масса растворённого вещества,  массовая доля и нужно найти массу раствора, то двигаясь по таблице справа налево, мы третий столбец делим на первый и получаем необходимое значение, т.е. используем вторую рабочую  формулу.

Рассмотрим на примерах.
                                                     

Решение задач на упаривание растворов

Необходимо помнить, что масса раствора уменьшается, так как при упаривании вода испаряется.

Задача 1. Сколько граммов воды надо испарить из 800 г 15%-го раствора вещества, чтобы увеличить его массовую долю на 5%?

Решение:

1.      Распределяем данные задачи по столбцам. Увеличить массовую долю на 5, значит получить 20% раствор (0,2).

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Первоначальный раствор	0,15	800
Новый раствор	0,2

2.      Используя  инструкцию №1, получаем 120г растворённого вещества. В новом растворе она сохраняется, поэтому переносим в третью строку.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Первоначальный раствор	0,15	800	120
Новый раствор	0,2		120

3.      Используя  инструкцию №2, мы 120/0,2 получаем 600г и заносим полученный результат в третью строку, второй столбец.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Первоначальный раствор	0,15	800	120
Новый раствор	0,2	600	120

4.       Находим массу воды, которую надо испарить. Для этого  от массы первоначального раствора отнимаем массу нового раствора. 800-600=200г.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Первоначальный раствор	0,15	800	120
Новый раствор	0,2	600	120

                            Ответ: 200г

Решение задач на концентрирование растворов (добавление вещества)

Необходимо помнить, что при добавлении вещества масса растворённого вещества и масса раствора увеличиваются.

Задача 2. К  180г 8%–го раствора хлорида натрия добавили  20г хлорида натрия. Определите массовую долю хлорида натрия в образовавшемся растворе.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Первоначальный раствор	0,08	180	14,4
Добавили вещество		20	20
Новый раствор	0,172	200	34,4

                                                        Ответ: 0,172 или 17,2%

Решение задач на разбавление растворов

Необходимо помнить, что при добавлении воды  масса раствора увеличивается, а масса растворённого вещества не меняется.

Задача 3. К 200 г 15%–го раствора хлорида натрия добавили 40 г воды. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Первоначальный раствор	0,15	200	30
Добавили воду		40
Новый раствор	0,125	240	30

Ответ: 0,125 или 12,5%

Решение задач на смешивание растворов

Необходимо помнить, что при смешивании растворов  складываются массы растворов  и  массы растворённых веществ.

Задача 4. Определите массовую долю сульфата натрия в растворе, полученном сливанием 120 г 10%–го раствора Na₂SO₄ и  200г 4%–го раствора того же вещества.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
1-й раствор	0,1	120	12
2-й раствор	0,04	200	8
Новый раствор	0,0625	320	20

                                                        Ответ: 0,0625 или 6,25%

Решение задач на приготовление  растворов

Задача 5.Определите, сколько нужно взять растворов соли 60%-й и 10%-й концентраций для приготовления 300 г раствора 25%-й концентрации.

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
1-й раствор	0,6	х	0,6х
2-й раствор	0,1	у	0,1у
Новый раствор	0,25	300	0,6х+0.1у

                                                               х  +   у = 300

                                                             0,6х +0,1у/300 = 0.25

х=90г

у= 210г

Ответ: 90г; 210г

Проверка:

W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
0,6	90	54
0,1	210	21
0,25	300	75

75/300=0.25

Задача 6. 3%-ный раствор пероксида водорода H₂O₂ используется в медицине как дезинфицирующее средство для промывания ран. В аптеку поступил 30%-ный раствор H₂O₂, называемый пергидроль. Как молодому фармацевту приготовить 2 кг 3%-ного раствора H₂O₂, исходя из пергидроля?

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
Новый раствор	0,03	2000	60
Пергидроль	0.3	200	60
Масса воды		2000- 200= 1800

Ответ: масса пергидроля – 60г, масса воды – 1800г

  Задача 7. Бабушке при консервировании необходим маринад, для приготовления которого нужно 350 г девятипроцентного уксуса. Бабушка купила в гастрономе 70%-ный уксус (уксусная кислота). Сколько грамм уксусной кислоты и воды нужно взять, чтобы приготовить нужный раствор?

Решение:

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
9% раствор	0,09	350	31,5
Уксусная кислота	0,7	45	31,5
Масса воды		350-45= 305

                                                                                               Ответ: 45г, 305г

Решение задач на смешивание растворов с кристаллогидратами

Задача 8.

Смешали 25 г медного купороса CuSO₄*5H₂O и 175г 10% - ного раствора сульфата меди (II).Вычислите массовую долю сульфата меди (II) в образовавшемся растворе. [2]

Решение:

1.      Так как кристаллогидраты содержат  соль и кристаллизационную воду,  то его значение вносим в третью  строку второй  столбец.

2.      Находим массу сульфата меди (II) в 25 г медного купороса CuSO₄*5H₂O

Для этого составим пропорцию:

250 г (CuSO₄*5H₂O) содержит 160 г CuSO₄

 25 г                            ---------------   х

                                  х = 16г

Подставляем полученное значение в 3 столбик, 3-ю строку

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
раствор	0,1	175	17,5
кристаллогидрат		25	16
новый раствор	0,1675	200	33,5

                                                                      Ответ: 0,1675; 16,75%

  Задача 9.

Вычислите массу медного купороса и массу 10% раствора сульфата меди (II), необходимых для приготовления 200г 16% раствора сульфата меди (II). [2]

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
раствор	0,1	х	0,1х
кристаллогидрат		у	160у/250
новый раствор	0,16	200	32

                                                                   х+у = 200

                                                                  0,1х +160у/250 = 32

                                                               х= 177, 8г; у = 22.2г

                                                                Ответ: 177,8г; 22.2г

Проверка

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
раствор	0,1	177,8	17,8
кристаллогидрат		22,2	160*22,2/250 =14,2
новый раствор	0,16	200	32

  Задача 10 (8 класс Задачник Кузнецова с.39 №3-82)

Какую массу медного купороса надо добавить к 540 мл воды, чтобы получить 10% раствор сульфата меди (II).

Решение:

Обозначим массу медного купороса  за х

Тогда масса сульфата меди (II) в кристаллогидрате 160*х/250 = 0,64х

m (H₂O) = 540мл*г/мл=540г

	W	m (р-ра) (г)	m (р.в. ) (г)
кристаллогидрат		х	0,64х
вода		540
новый раствор	0,1	540+х	0,64х

0,1(540+х) = 0,64х

54+0,1х = 0,64х

                                                            54= 0,54х

                                                              х= 100г

                                                                                           Ответ: 100г

Эффективность использования дидактической таблицы

при решении задач по теме «Растворы»

               1. Учащиеся создают таблицу, в которой указывают характеристики растворов: массовую долю растворённого вещества, массу раствора и массу растворённого вещества.

            2.   Таблица помогает понять условие задачи: распределяя  данные по столбцам и строкам,   учащиеся представляют происходящий процесс,  видят зависимость между данными и искомой величиной.

            3.  Сокращается время на решение задачи.

 1.Задачи использованы из Он-лайн школа Фоксфорд:

https://foxford.ru/wiki/himiya/reshenie-zadach-s-izmeneniem-kontsentratsii-rastvorov

      2. Н.Е.Кузнецова, А.Н.Лёвкин Задачник по химии 8 класс. М., Издательский дом «Вента-Граф», 2004, с.39.