Kimyodan muammoni hal qilishning aniq algoritmi ushbu murakkab fan bo'yicha yakuniy testlarga moslashishning ajoyib usuli hisoblanadi. 2017 yilda imtihon tuzilishiga jiddiy o'zgartirishlar kiritildi, testning birinchi qismidan bitta javobli savollar olib tashlandi. Savollar matni shunday berilganki, bitiruvchi turli yo‘nalishlar, masalan, kimyo bo‘yicha bilimini namoyish etadi va shunchaki “belgi” qo‘ya olmaydi.
Asosiy qiyinchiliklar
Bitiruvchilar uchun eng katta qiyinchilik organik birikmalar formulalarini chiqarish boʻyicha savollar boʻlib, ular masalani yechish algoritmini tuza olmaydi.
Bunday muammo bilan qanday kurashish mumkin? Taklif etilgan vazifani bajarish uchun kimyodan masalalarni yechish algoritmini bilish muhimdir.
Xuddi shu muammo boshqa akademik fanlar uchun ham xos.
Harakatlar ketma-ketligi
Ma'lum yonish mahsulotlari bilan birikmani aniqlash muammolari eng keng tarqalgan, shuning uchun biz misol yordamida muammolarni hal qilish algoritmini ko'rib chiqishni taklif qilamiz.bu turdagi mashq.
1. Berilgan moddaning molyar massasining qiymati ba'zi gazlar uchun ma'lum nisbiy zichlikdan foydalangan holda aniqlanadi (agar taklif qilingan vazifa sharoitida mavjud bo'lsa).
2. Bu jarayonda hosil bo‘ladigan moddalar miqdorini gazsimon birikma uchun molyar hajm, suyuq moddalar uchun zichlik yoki massa orqali hisoblaymiz.
3. Biz berilgan kimyoviy reaksiya mahsulotlaridagi barcha atomlarning miqdoriy qiymatlarini hisoblaymiz, shuningdek, har birining massasini hisoblaymiz.
4. Biz bu qiymatlarni umumlashtiramiz, so'ngra olingan qiymatni shart bo'yicha berilgan organik birikma massasi bilan solishtiramiz.
5. Agar dastlabki massa olingan qiymatdan oshsa, molekulada kislorod bor degan xulosaga kelamiz.
6. Biz uning massasini aniqlaymiz, buning uchun organik birikmaning berilgan massasidan barcha atomlar yig'indisini ayiramiz.
6. Kislorod atomlari sonini toping (mollarda).
7. Muammoda mavjud bo'lgan barcha atomlar miqdorining nisbatini aniqlaymiz. Biz tahlil qiluvchining formulasini olamiz.
8. Biz uning molekulyar versiyasini, molyar massasini tuzamiz.
9. Agar u birinchi bosqichda olingan qiymatdan farq qilsa, biz har bir atom sonini ma'lum bir necha marta oshiramiz.
10. Istalgan moddaning molekulyar formulasini tuzing.
11. Strukturani aniqlash.
12. Ko'rsatilgan jarayon tenglamasini organik moddalar tuzilmasidan foydalanib yozamiz.
Muammo yechish uchun taklif etilayotgan algoritm organik birikma formulasini olish bilan bogʻliq barcha vazifalarga mos keladi. U o'rta maktab o'quvchilariga yordam beradiimtihonni adekvat bajaring.
1-misol
Algoritmik masalalarni yechish qanday boʻlishi kerak?
Bu savolga javob berish uchun bu yerda tayyor namuna.
17,5 g birikmani yoqishda 28 litr karbonat angidrid, shuningdek, 22,5 ml suv bug'i olindi. Ushbu birikmaning bug 'zichligi 3,125 g / l ga to'g'ri keladi. Analit uchinchi darajali to'yingan spirtning suvsizlanishi paytida hosil bo'lganligi haqida ma'lumot mavjud. Taqdim etilgan maʼlumotlarga asoslanib:
1) ushbu organik moddaning molekulyar formulasini topish uchun zarur boʻlgan maʼlum hisoblarni bajaring;
2) uning molekulyar formulasini yozing;
3) taklif qilingan molekuladagi atomlarning ulanishini noyob tarzda aks ettiruvchi asl birikmaning strukturaviy koʻrinishini yarating.
Vazifa ma'lumotlari.
- m (boshlang'ich material)- 17,5g
- V karbonat angidrid-28L
- V suv-22,5ml
Matematik hisoblar uchun formulalar:
- √=√ mn
- √=m/r
Agar xohlasangiz, bu vazifani bir necha usul bilan engishingiz mumkin.
Birinchi usul
1. Molyar hajmdan foydalanib, kimyoviy reaksiyaning barcha mahsulotlarining mol sonini aniqlang.
nCO2=1,25 mol
2. Biz ushbu jarayon mahsulotidagi birinchi elementning (uglerod) miqdoriy tarkibini aniqlaymiz.
nC=nCO2=, 25 mol
3. Elementning massasini hisoblang.
mC=1,25 mol12g/mol=15 g.
Zichligi 1g/ml ekanligini bilib, suv bugʻining massasini aniqlang.
mH2O 22,5 g
Reaksiya mahsuloti (suv bug'i) miqdorini aniqlaymiz.
n suv=1,25 mol
6. Reaksiya mahsulotidagi elementning (vodorod) miqdoriy tarkibini hisoblaymiz.
nH=2n (suv)=2,5 mol
7. Ushbu elementning massasini aniqlang.
mH=2,5g
8. Molekulada kislorod atomlarining mavjudligini (yo'qligini) aniqlash uchun elementlarning massalarini jamlaymiz.
mC + mH=1 5g + 2,5g=17,5g
Bu muammo ma'lumotlariga mos keladi, shuning uchun kerakli organik moddada kislorod atomlari mavjud emas.
9. Nisbat topilmoqda.
CH2- eng oddiy formula.
10. Zichlikdan foydalanib kerakli moddaning M ni hisoblang.
M modda=70 g/mol.
n-5, modda quyidagicha koʻrinadi: C5H10.
Shartda aytilishicha, modda spirtli ichimliklarni suvsizlantirish natijasida olinadi, shuning uchun u alkendir.
Ikkinchi variant
Muammo yechishning boshqa algoritmini koʻrib chiqamiz.
1. Ushbu moddaning spirtlarni suvsizlantirish natijasida olinganligini bilib, biz u alkenlar sinfiga tegishli bo'lishi mumkin degan xulosaga keldik.
2. Zichlikdan foydalanib kerakli moddaning M qiymatini toping.
M in=70 g/mol.
3. Murakkab uchun M (g/mol): 12n + 2n.
4. Biz etilen uglevodorod molekulasidagi uglerod atomlarining miqdoriy qiymatini hisoblaymiz.
14 n=70, n=5, shuning uchun molekulyarmoddaning formulasi quyidagicha ko'rinadi: C5H10n.
Bu muammo boʻyicha maʼlumotlarga koʻra, modda uchinchi darajali spirtni suvsizlantirish natijasida olingan, shuning uchun u alkendir.
Masala yechish algoritmini qanday tuzish mumkin? Talaba organik birikmalarning turli sinflari vakillarini qanday olishni bilishi, ularning o'ziga xos kimyoviy xossalariga ega bo'lishi kerak.
2-misol
USE-dan boshqa misol yordamida muammoni hal qilish algoritmini aniqlashga harakat qilaylik.
Atmosfera kislorodida 22,5 gramm alfa-aminokarboksilik kislota to'liq yonishi bilan 13,44 litr (N. O.) uglerod oksidi (4) va 3,36 L (N. O.) azot to'plash mumkin edi. Tavsiya etilgan kislota formulasini toping.
Shart boʻyicha maʼlumotlar.
- m(aminokislotalar) -22,5 g;
- √(karbonat angidrid ) -13,44 litr;
- √(azot) -3, 36 y.
Formulalar.
- m=Mn;
- √=√ mn.
Biz muammoni hal qilish uchun standart algoritmdan foydalanamiz.
Oʻzaro taʼsirli mahsulotlarning miqdoriy qiymatini toping.
(azot)=0,15 mol.Kimyoviy tenglamani yozing (biz umumiy formulani qo'llaymiz). Bundan tashqari, reaktsiyaga ko'ra, moddaning miqdorini bilib, biz aminokarboksilik kislotaning mol sonini hisoblaymiz:
x - 0,3 mol.
Aminokarboksilik kislotaning molyar massasini hisoblang.
M (boshlang'ich modda )=m/n=22,5 g/0,3 mol=75 g/mol.
Asl nusxaning molyar massasini hisoblangelementlarning nisbiy atom massalari yordamida aminokarboksilik kislota.
M(aminokislotalar )=(R+74) g/mol.
Uglevodorod radikalini matematik tarzda aniqlang.
R + 74=75, R=75 - 74=1.
Tanlash orqali biz uglevodorod radikalining variantini aniqlaymiz, kerakli aminokarboksilik kislota formulasini yozamiz, javobni tuzamiz.
Demak, bu holda faqat vodorod atomi bor, shuning uchun bizda CH2NH2COOH (glisin) formulasi mavjud.
Javob: CH2NH2COOH.
Muqobil yechim
Muammo yechishning ikkinchi algoritmi quyidagicha.
Reaksiya mahsulotlarining miqdoriy ifodasini molyar hajm qiymatidan foydalanib hisoblaymiz.
(karbonat angidrid )=0,6 mol.Biz ushbu birikmalar sinfining umumiy formulasi bilan qurollangan kimyoviy jarayonni yozamiz. Biz tenglama bo'yicha olingan aminokarboksilik kislotaning mol sonini hisoblaymiz:
x=0,62/dyuym=1,2 /mol
Keyin, biz aminokarboksilik kislotaning molyar massasini hisoblaymiz:
M=75 g/mol.
Elementlarning nisbiy atom massalaridan foydalanib, biz aminokarboksilik kislotaning molyar massasini topamiz:
M(aminokislotalar )=(R + 74) g/mol.
Molar massalarni tenglang, keyin tenglamani yeching, radikalning qiymatini aniqlang:
R + 74=75v, R=75v - 74=1 (v=1ni oling).
Selektsiya natijasida uglevodorod radikali yo'q degan xulosaga keladi, shuning uchun kerakli aminokislota glitsindir.
Demak, R=H, biz CH2NH2COOH formulasini olamiz(glisin).
Javob: CH2NH2COOH.
Bunday masalani algoritm usulida yechish, agar talaba yetarlicha asosiy matematik koʻnikmalarga ega boʻlsagina mumkin.
Dasturlash
Bu erda algoritmlar qanday ko'rinishga ega? Informatika va kompyuter texnologiyalaridagi muammolarni hal qilish misollari aniq harakatlar ketma-ketligini talab qiladi.
Buyurtma buzilganda, algoritmning to'liq ishlashiga imkon bermaydigan turli xil tizim xatolari paydo bo'ladi. Ob'ektga yo'n altirilgan dasturlash yordamida dastur ishlab chiqish ikki bosqichdan iborat:
- vizual rejimda GUI yaratish;
- kod ishlab chiqish.
Bu yondashuv dasturlash masalalarini hal qilish algoritmini ancha soddalashtiradi.
Ushbu vaqtni talab qiluvchi jarayonni qoʻlda boshqarish deyarli mumkin emas.
Xulosa
Ixtirochilik masalalarini yechishning standart algoritmi quyida keltirilgan.
Bu aniq va tushunarli harakatlar ketma-ketligi. Uni yaratishda vazifaning dastlabki ma'lumotlariga, tasvirlangan ob'ektning dastlabki holatiga egalik qilish kerak.
Algoritm masalalarini yechish bosqichlarini ajratib ko’rsatish uchun ish maqsadini aniqlash, ijrochi tomonidan bajariladigan buyruqlar tizimini ajratib ko’rsatish muhim.
Yaratilgan algoritm boʻlishi kerakma'lum xususiyatlar to'plami bo'lishi kerak:
- diskretlik (bosqichlarga bo'linish);
- o'ziga xoslik (har bir harakat bitta yechimga ega);
- kontseptual;
- samaradorlik.
Koʻpgina algoritmlar massivdir, yaʼni ulardan koʻplab oʻxshash vazifalarni hal qilishda foydalanish mumkin.
Dasturlash tili - bu ma'lumotlar va algoritmik tuzilmalarni yozish uchun maxsus qoidalar to'plami. Hozirgi vaqtda u barcha fan sohalarida qo'llaniladi. Uning muhim jihati - bu tezlik. Agar algoritm sekin bo'lsa, oqilona va tezkor javobni kafolatlamasa, u qayta ko'rib chiqish uchun qaytariladi.
Ba'zi vazifalarni bajarish vaqti nafaqat kiritilgan ma'lumotlarning hajmi, balki boshqa omillar bilan ham belgilanadi. Masalan, dastlabki saralash amalga oshirilgan bo'lsa, ko'p sonli butun sonlarni saralash algoritmi sodda va tezroq.
