Графический метод решения химических задач (стр. 3 из 3)
Учитель математики
Для решения задачи (см. рис.) на оси абсцисс отмечаем точку, соответствующую числу 16, проводим прямую, параллельную оси ординат, до пересечения с графиком прямой пропорциональности. Из точки пересечения проводим перпендикуляр к оси ординат и получаем точку, которая указывает величину массы сульфита натрия, равную 31,5 г.
Для нахождения более точных значений графики рисуют или в более крупном масштабе, или на миллиметровой бумаге.
Учитель химии
Подобные графические способы химических расчетов широко используются на предприятиях химической промышленности при контроле технологического процесса и анализе готового продукта в химических лабораториях. При химическом анализе сырья и готового продукта используют графики функциональной зависимости для определенной химической реакции.
При решении задач на уроках химии графики практически не применяются из-за неимения дополнительного времени, хотя в 8 классе при изучении темы “Понятие растворимости” можно строить графики растворимости по данным проведенного эксперимента; применять кривые растворимости при нахождении массы растворенного вещества или массы растворителя и при решении других задач.
Графический способ решения задач оказывается более рациональным при решении задач на смеси, смешивание растворов и др.
Задача 2. При растворении в кислоте 2,33 г смеси железа и цинка было получено 896 мл водорода (при н.у.). Вычислите массу каждого из металлов, содержащихся в смеси.
Проанализируем условие задачи. В задаче говорится о взаимодействии смеси металлов с кислотой. Значит, одновременно идут две реакции: цинка с кислотой и железа с кислотой. При этом образуются соответствующие соли, и выделяется водород, суммарный объем которого 0,896 л.
Учитель математики
Решим данное уравнение умножив все его части на произведение 56·65:
65·22,4x + 56·22,4· (2,33-x) = 0,896·56·65
1456x + 2922,752 - 1254,4x = 3261,44
201,6x = 338,688
x = 1,68 г (Fe)
m(Zn) = 2,33 – 1,68 = 0,65 г
Ответ: m(Fe) = 1,68 г
m(Zn) = 0,65 г.
Для построения функциональной прямой нужно подсчитать объем водорода (H
) , выделяемый из кислоты каждым металлом, взятым массой 2,33 г.Учитель химии
Для расчета целесообразно использовать формулу:
;Отсюда
;Так как
, то 
. Тогда получаем 
— линейная функция, где 
зависит от 
.Определяем объем водорода, вытесненный цинком:
л.Определяем объем водорода, вытесненный железом:
л.Учитель математики
Строим график прямой пропорциональной зависимости согласно таблице.
По оси абсцисс в начале координат точка 0 соответствует нулевому значению массы цинка и 2,33 г массы железа, а точка 2,33 соответствует нулевому значению массы железа и 2,33 г массы цинка. Соединив точки с координатами (0; 0,803) и (2,33; 0,932) получаем часть прямой, которая отражает зависимость выделившегося объема водорода от соотношения масс металлов в 2,33 г смеси.
Проведем горизонтальную прямую соответствующую значению выделенного водорода в задаче: 0,896 г и получим точку пересечения двух прямых с координатами (0,896; 0,65). Значит масса цинка 0,65 г, а масса железа 2,33 – 0,65 = 1,68 г.
Ответ: в смеси было 0,65 г Zn и 1,68 г Fe.
Учитель химии
Графический способ удобен и доступен для решения задач на вывод формул веществ.
Отношение индексов элементов в формуле можно найти графически.
Зная, что массовая доля элемента в веществе определяется по формуле
—линейная зависимость, можно найти значение
.Отношение массовой доли элемента к его относительной атомной массе представляет собой прямую.
Задача 3. Наиболее распространенный в природе фтороапатит содержит 42,23% оксида фосфора, 50,03% оксида кальция и 7,74% фторида кальция. Напишите состав этого минерала в виде формул двух солей.
Формула минерала - ?
В одной системе координат построим три графика, выражающие соотношение между величинами относительных молекулярных масс и массовыми долями тех веществ, входящих в состав минерала.
;
; 
. 
Пересечем все три функциональные прямые произвольной прямой линией, параллельной оси ординат. По отношению точек пересечения этой прямой и определяют индексы элементов в минерале.
Отношение точек пересечений этой прямой с функциональными прямыми:
10:30:90 (
) или 1:3:9 ( ).Учитель химии
Ответ: формула минерала
или 
Итоги урока:
Учитель химии
Мы сегодня рассмотрели решения различных задач графическим методом.
Учитель математики
Для этого применили знания по построению графиков линейной функции к решению химических задач.
Учитель химии
На этом уроке мы увидели, что химические задачи можно решить различными способами.
Учитель математики
Ваша задача – выбрать рациональный способ решения предложенной задачи.