|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Изучение химического равновесия и принципа Ле Шателье в 9 классе с использованием компьютера |
Забавная пачка денег "100 долларов". 
Наклейки для поощрения "Смайлики 2". 
Ручка "Помада". Е.А.Алферова, Е.Ю.Раткевич, Г.Н.Мансуров Изучение химического равновесия и принципа Ле Шателье в 9 классе с использованием компьютера Одним из приемов активизации мыслительной деятельности учащихся на уроках химии является моделирование химического эксперимента на базе компьютерной технологии . Это ни в коем случае не заменяет традиционные практические и лабораторные работы, предусмотренные школьной программой по химии, а лишь дополняет экспериментальную часть обучения, дает возможность более рационально и доходчиво организовать изучение таких тем по химии, для которых демонстрационный эксперимент невозможен в условиях школьной практики (выделение вредных, ядовитых веществ, отсутствие дорогостоящих, редких реактивов, демонстрация взрывчатых веществ, моделирование промышленных реакторов для производства химических веществ и др.). Применение компьютера в такой ситуации может оказаться тем единственным техническим средством, которое позволит обеспечить оптимальные условия восприятия изучаемого материала. В качестве примера применения комплексного моделирования рассмотрим проведение урока на тему «Обратимые химические реакции» (9 класс). Учитель сообщает, что реакции могут быть необратимые и обратимые. Необратимые реакции протекают в одном направлении до полного превращения взятых в стехиометрическом соотношении исходных веществ в продукты реакции. При обратимых химических процессах образующиеся продукты реакции немедленно начинают превращаться в исходные вещества, т.е. реакции протекают одновременно в двух направлениях - прямом (со скоростью v1) и обратном (со скоростью v2). При выравнивании скоростей протекания этих реакций (v1=v2) в системе устанавливается химическое равновесие. Примером такого равновесия является реакция синтеза аммиака из водорода и азота: Следовательно, в состоянии равновесия две реакции - прямая (синтез аммиака) и обратная (разложение аммиака) протекают одновременно и с одинаковыми скоростями, а концентрации исходных веществ и продуктов реакции не изменяются во времени. Схематически изменение скорости прямой и обратной реакций во времени, а также достижение состояния химического равновесия можно представить в следующем виде (рис.1): Рис.1. Достижение состояния химического равновесия в системе. В зависимости от внешних воздействий (изменение концентрации одного или нескольких компонентов реакции, температуры или давления) рассматриваемая реакция может смещаться как в сторону синтеза, так и в сторону разложения (диссоциации) аммиака. Посмотрим, например, как влияет изменение концентрации реагентов на состояние химического равновесия. После изменения концентрации какого-либо компонента равновесной системы (осуществляется нажатием соответствующих кнопок клавиатуры компьютера) на экране монитора можно наблюдать процесс смещения равновесия. Допустим, мы уменьшили концентрацию водорода. Скорость прямой реакции (v1) уменьшилась, а скорость обратной (v2) - увеличилась; равновесие сместилось влево. Если же уменьшить концентрацию аммиака, то, на экране монитора мы увидим, что равновесие сместится вправо, т.е.
в сторону синтеза аммиака. Задаем учащимся вопрос: за счет чего система самопроизвольно может восстановить равновесие, если в результате внешнего воздействия уменьшилась концентрация одного из компонентов? Проанализировав наблюдаемую на экране монитора динамику смещения равновесия, учащиеся без труда придут к заключению, что равновесие смещается в направлении той реакции при которой это удаленное вещество образуется. Эта реакция равновесной системы будет как бы противодействовать внешнему воздействию. Затем обращаем внимание учащихся на то, как влияет изменение давления на систему, находящуюся в состоянии равновесия. Нажатием клавиши на клавиатуре компьютера учитель подает команду на повышение давления в системе - учащиеся наблюдают на экране монитора динамику построения гистограммы (рис.2) в процессе установления равновесия при каждом последующем повышении давления и графика влияния давления на содержание реагирующих веществ и продуктов реакции после достижения состояния равновесия (рис.3). Анализируя рисунки 2 и 3, учащиеся приходят к выводу, что с увеличением давления молярная доля аммиака (X( H3)) увеличивается, а водорода (Х(H2)) и азота (Х( 2)) - уменьшается, т.е. равновесие смещается в сторону синтеза аммиака. Рис. 2. Гистограмма изменения Рис. 3. Влияние давления на молярной доли компонентов содержание реагирующих веществ и равновесной системы. продуктов реакции в системе, находящейся в состоянии равновесия. Как же следует объяснить результаты проведенного опыта? Здесь, по- видимому, нужно вспомнить, что с увеличением давления растет число столкновений частиц газа со стенками сосуда, в котором находится газообразное вещество. Чем больше частиц, тем больше столкновений. Но при синтезе аммиака, как известно, из 1 молекулы азота и 3 молекул водорода образуется 2 молекулы аммиака, т.е. число частиц в системе уменьшается в 2 раза. Увеличение давления равносильно как бы увеличению числа частиц в системе. Для восстановления равновесия число частиц в системе должно уменьшаться, а это возможно при условии смещения равновесия в сторону синтеза аммиака (см. рис.3). Таким образом, система как бы противодействует оказываемому внешнему воздействию. Рассмотренное выше объяснение можно проиллюстрировать на экране монитора с помощью мультфильма. Предположим, что синтез аммиака протекает в сосуде с поршнем (рис. 4а). Чтобы повысить давление в системе, нужно опустить поршень вниз. Объем, в котором находилась система, уменьшается. Рис. 4. Модельная демонстрация влияния давления на смещение равновесия в системе 2 3H2 2 H3.После этого система самопроизвольно будет стремиться к восстановлению состояния равновесия уже в меньшем объеме, что достигается в результате смещения равновесия в сторону синтеза аммиака, когда из четырех молей смеси азота и водорода образуется два моля аммиака (рис. 4б). Таким образом, уменьшение объема в результате смещения равновесия снижает давление, т.е. ослабляет внешнее воздействие. Рисунок 4 отражает начальное и конечное состояния системы, тогда как на экране монитора учащиеся наблюдают весь процесс в динамике, что значительно облегчает восприятие изучаемого материала.
И, наконец, посмотрим, как влияет изменение температуры. Как и в случае с давлением, после команды учителя с клавиатуры компьютера на повышение температуры, учащиеся наблюдают на экране монитора динамику построения гистограммы (рис.5) в процессе установления равновесия при каждом последующем повышении температуры и рисунка 6 после достижения состояния равновесия. Рис. 5. Гистограмма влияния Рис. 6. Влияние температуры на температуры на молярную долю азота, содержание реагирующих веществ и водорода и аммиака. продуктов реакции в системе после достижения состояния равновесия. Как видно из рисунков 5 и 6, при повышении температуры молярная доля аммиака уменьшается, а водорода и азота - увеличивается, т.е. равновесие смещается в сторону разложения аммиака. Здесь следует обратить внимание учеников на то, что реакция синтеза аммиака является экзотермической, т.е. сопровождается выделением тепла (рис.7б). Таким образом, по аналогии с предыдущими случаями, для самопроизвольного восстановления равновесия в системе, с повышением температуры должна протекать эндотермическая реакция, при которой этот избыток тепла (Q - теплота, излучаемая горелкой или другим нагревательным прибором) компенсируется, т.е. поглощается в ходе реакции разложения аммиака (рис.7в). Снова мы приходим к выводу, что при внешнем воздействии в равновесной системе будет протекать такой процесс, который ослабляет это воздействие. Рис. 7. Модельная демонстрация влияния температуры на смещение равновесия в системе 2 3H2 2 H3 Q. Как и в предыдущих случаях на рисунке 7 представлена система в исходном и в конечном состояниях, тогда как учащиеся наблюдают весь процесс на экране монитора в динамике. После того, как учащиеся рассмотрели все примеры внешнего воздействия на химическую реакцию получения аммиака (химическую систему), они могут самостоятельно сформулировать принцип смещения равновесия Ле Шателье. Для закрепления изученного материала целесообразно предложить учащимся, воспользовавшись тем же программным продуктом , применить полученные знания к другим обратимым химическим реакциям. Кроме того, для обоснования практического значения принципа Ле Шателье, можно предоставить учащимся возможность с помощью компьютера подобрать оптимальные условия для синтеза аммиака в условиях производства. Известно, что одной из главных задач, которая решается при организации химического производства, является подбор и создание оптимальных условий (давление, концентрация и температура), обеспечивающих максимальный выход продукта. Учащимся предлагается выступить в роли технолога предприятия и самостоятельно подобрать такие условия для синтеза аммиака из азота и водорода. Пользователь (учащийся) вводит в компьютер необходимые значения переменных параметров (концентрацию, температуру и давление) и нажатием клавиши клавиатуры компьютера подает команду для определения выхода продукта реакции. На экране монитора он наблюдает за построением трехмерного графика, на котором в виде точки высвечивается значение максимального выхода продукта реакции для конкретно заданных параметров (температуры и давления).
В этих двух принципах, по существу единых, Узенер с исторической точки зрения закладывает фундамент полисемантики образа. Поэтому уже после Узенера всякое научное исследование, имеющее темой образность, спокойно может относиться к кажущейся разношерстности своего материала как к "многоразличным" выразителям единого представления. Глубокое научное значение имеет этот принцип еще и оттого, что отпадают обычные требования, достойные одной регистрации, "сравнивать только сходное" и "отделять несходное". Для изучения мифа, обряда, языка, религии и пр. Узенер требует изучения антропологии, этнологии и культуры низших классов: он - приверженец исторического метода и говорит, что "мы не способны понять ничто существующее и законченное в том случае, если мы не знаем, как оно создавалось"14. Узенер мечтает о новой науке, которая исследовала бы религиозные представления, и о новом методе в изучении литературы, о методе историческом15. Далеко отстоя от философских или теоретических задач, Узенер, тем не менее, обогащает именно теорию и именно философию науки
1. В чем суть маржинализма как одного из методологических принципов экономической теории
2. В чем состоит трагедия Печорина?
3. Задачи и принципы уголовного права. Значение принципов
4. Реактивные двигатели, устройство, принцип работы
9. Принципы и формы налогообложения на Украине
10. Принцип разделения властей в Конституции РФ 1993г.
11. Юридическая ответственность: понятие виды и принципы
12. Принцип разделения властей
13. Понятие и принципы правового государства
15. Общепризнанные принципы и нормы международного права как составная часть правовой системы России
16. Значение, цели, задачи и основные принципы трудового права
Детский шампунь-гель для волос и тела Weleda "Апельсин", 150 мл. 
Настольная подставка "Berlingo BR", вращающаяся. 
Магнитный театр "Репка". 17. Принцип театрализации в романе Теккерея "Ярмарка тщеславия"
18. Принципы работы системы управления параллельными процессами в локальных сетях компьютеров
19. Телекоммуникационные компьютерные сети: эволюция и основные принципы построения
21. Принцип программного управления. Микропроцессор. Алгоритм работы процессора
25. VB, MS Access, VC++, Delphi, Builder C++ принципы(технология), алгоритмы программирования
26. Основные принципы просесса инсталляции приложений в ОС Windows
27. "Принцип Максимума" Понтрягина
28. Синдром раздраженного кишечника: этиология, патогенез, клиника, диагностика, принципы лечения
30. Синдром "Дисфагия". Принципы диагностики и лечения. Организация сестринского процесса
31. Принципы организации и деятельности суда
32. Принципы уголовного законодательства Российской Федерации
Набор смываемых мини-фломастеров, 16 шт. 
Одеяло летнее "Medium Soft", 140x205 см. 
Форма для выпечки "Имбирный домик". 33. Принципы обеспечения безопасности АЭС на этапах, предшествующих эксплуатации
34. Принципы рационального использования лесов
35. Интеграция принципа природопользования в общественное сознание, путем воздействия на индивида
36. Дидактические принципы Я.А.Коменского
37. Задачи и принципы лечебного питания
41. Устройство цветных кинескопов. Принципы построения системы SECAM
42. Атомная энергетика, проблемы развития и принцип действия
43. Голография: основные принципы и применение
45. Философия К. Поппера и принцип фальсификации
46. Диалектика: принципы, законы, категории
47. Кредит, его сущность и принципы
48. Принципы деятельности и управления в коммерческих банках
Табурет складной "Моби". 
Двусторонние клеевые подушечки UHU Fix, 50 штук. 
Сетка москитная на кроватку "Карапуз", размер М. 49. Сравнительный анализ основных принципов бухгалтерского учета в России и США
50. Отчет по бухгалтерскому учету общий, общие принципы и законы ведения бухгалтерского учета
51. Сущность и основные принципы маркетинга
52. Рыночная стоимость и принципы оценки недвижимости
53. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ
57. Принципы и методы организации коммерческой деятельности
58. Принципы и модели ценообразования
59. Налогообложение: история развития, принципы, функции
61. Основные принципы политической деятельности государя в концепции Н.Макиавелли
62. Основные принципы философии ПоВеды
63. Принцип действия полевого транзистора
64. Контекстуальность как принцип анализа японской культуры
Форма для кексов "Easy", 27х18х3 см. 
Пенал большой "Pixie Crew" с силиконовой панелью для картинок (цветная клетка). 
Комод "Girl" (четырехсекционный). 65. Культурологический принцип в изучении географии Ярославской области
66. Принципы китайской живописи
67. Принципы морфемного членения слова
68. Жизненные принципы Чацкого и Молчалина
69. Принципы психологического анализа в романе Л.Н.Толстого "Война и мир"
74. Маркетинговые принципы построения web-страниц Internet с целью электронной коммерции
75. Принцип ассортиментной политики
76. Управление фирмой на принципах маркетинга
77. Принципы измерения расстояний и линейных перемещений
78. Принцип Паули
80. Этиопатогенез и принципы хирургического лечения острого панкреатита
Кукла "Принцесса Золушка" с развевающейся юбкой. 
Набор детской складной мебели Ника "Азбука" (КУ2). 
Магнитный лабиринт "Совенок". 81. Охрана здоровья в России: принципы организации на фоне проблем
82. Принципы лечения венерических болезней
83. Общие принципы лечения диффузных заболеваний соединительной ткани
84. Основные проявления заболеваний женских половых органов и принципы первой помощи
85. Литература - Топографическая анатомия (общие принципы ампутаций и экзаркуляций)
89. Принципы и особенности составления лекарственных алгоритмов
90. Отрасли, субъекты и принципы международного права
91. Основные принципы современного телевизионного менеджмента
92. Принципы управления личным временем
93. Принципы современного менеджмента на примере HP
94. Проекция принципов менеджмента Деминга на российскую практику
96. Принципы работы руководителя высшего звена
Машинка детская с полиуретановыми колесами "Бибикар спорт", красный. 
Планшетик "Кто самый умный?". 
Одеяло байковое жаккардовое "Карапуз" (цвет: бежевый). 97. Принципы построения системы менеджмента на основе здравого смысла
98. Принцип освоения обобщенных идей в музыкально-педагогическом диалоге
99. Законодательство РФ о налогах и сборах. Общие принципы построения налоговой системы РФ
100. Принципы льготного налогообложения
