Një algoritëm i qartë për zgjidhjen e një problemi në kimi është një mënyrë e shkëlqyer për t'u përshtatur me testet përfundimtare në këtë disiplinë komplekse. Në vitin 2017 u bënë ndryshime të rëndësishme në strukturën e provimit, pyetjet me një përgjigje u hoqën nga pjesa e parë e testit. Formulimi i pyetjeve jepet në atë mënyrë që i diplomuari të demonstrojë njohuri në fusha të ndryshme, për shembull, në kimi, dhe nuk mund të vendosë thjesht një "shënues".
Sfidat kryesore
Vështirësia maksimale për të diplomuarit janë pyetjet për nxjerrjen e formulave të përbërjeve organike, ata nuk mund të hartojnë një algoritëm për zgjidhjen e problemit.
Si të përballeni me një problem të tillë? Për të përballuar detyrën e propozuar, është e rëndësishme të njihni algoritmin për zgjidhjen e problemeve në kimi.
I njëjti problem është tipik për disiplinat e tjera akademike.
Sekuenca e veprimeve
Më të zakonshmet janë problemet e përcaktimit të përbërjes nga produktet e njohura të djegies, kështu që ne propozojmë të shqyrtojmë algoritmin për zgjidhjen e problemeve duke përdorur një shembullky lloj ushtrimi.
1. Vlera e masës molare të një substance të caktuar përcaktohet duke përdorur dendësinë relative të njohur për disa gaz (nëse është i pranishëm në gjendjen e detyrës së propozuar).
2. Ne llogarisim sasinë e substancave të formuara në këtë proces përmes vëllimit molar për një përbërje të gaztë, përmes densitetit ose masës për substancat e lëngëta.
3. Ne llogarisim vlerat sasiore të të gjithë atomeve në produktet e një reaksioni kimik të caktuar dhe gjithashtu llogarisim masën e secilit.
4. Ne i përmbledhim këto vlera, pastaj krahasojmë vlerën e fituar me masën e përbërjes organike të dhënë nga kushti.
5. Nëse masa fillestare e kalon vlerën e fituar, arrijmë në përfundimin se oksigjeni është i pranishëm në molekulë.
6. Përcaktojmë masën e tij, zbresim për këtë nga masa e dhënë e përbërjes organike shumën e të gjithë atomeve.
6. Gjeni numrin e atomeve të oksigjenit (në mole).
7. Ne përcaktojmë raportin e sasive të të gjitha atomeve të pranishme në problem. Marrim formulën e analitit.
8. Ne kompozojmë versionin e tij molekular, masën molare.
9. Nëse ndryshon nga vlera e marrë në hapin e parë, ne e rrisim numrin e çdo atomi me një numër të caktuar herë.
10. Përpiloni formulën molekulare të substancës së dëshiruar.
11. Përcaktimi i strukturës.
12. Ekuacionin e procesit të treguar e shkruajmë duke përdorur strukturat e substancave organike.
Algoritmi i propozuar për zgjidhjen e problemit është i përshtatshëm për të gjitha detyrat që lidhen me nxjerrjen e formulës së një përbërjeje organike. Ai do të ndihmojë nxënësit e shkollave të mesmepërballoj në mënyrë adekuate provimin.
Shembull 1
Si duhet të duket zgjidhja algoritmike e problemit?
Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, këtu është një mostër e përfunduar.
Kur digjen 17,5 g të përbërjes, u përftuan 28 litra dioksid karboni, si dhe 22,5 ml avull uji. Dendësia e avullit të këtij përbërësi korrespondon me 3,125 g/l. Ka informacione që analiti formohet gjatë dehidrimit të alkoolit terciar të ngopur. Bazuar në të dhënat e ofruara:
1) kryeni llogaritje të caktuara që do të kërkohen për të gjetur formulën molekulare të kësaj substance organike;
2) shkruani formulën e tij molekulare;
3) bëni një pamje strukturore të përbërjes origjinale, duke reflektuar në mënyrë unike lidhjen e atomeve në molekulën e propozuar.
Të dhënat e detyrave.
- m (material fillestar)- 17,5g
- V dioksid karboni-28L
- V ujë-22,5ml
Formulat për llogaritjet matematikore:
- √=√ mn
- √=m/ρ
Nëse dëshironi, mund ta përballoni këtë detyrë në disa mënyra.
Rruga e parë
1. Përcaktoni numrin e moleve të të gjitha produkteve të një reaksioni kimik duke përdorur vëllimin molar.
nCO2=1,25 mol
2. Ne zbulojmë përmbajtjen sasiore të elementit të parë (karbonit) në produktin e këtij procesi.
nC=nCO2=, 25 mol
3. Llogaritni masën e elementit.
mC=1,25 mol12g/mol=15 g.
Përcaktoni masën e avullit të ujit, duke ditur që dendësia është 1g/ml.
mH2O është 22,5g
Zbulojmë sasinë e produktit të reaksionit (avujt e ujit).
n ujë=1,25 mol
6. Llogaritim përmbajtjen sasiore të elementit (hidrogjenit) në produktin e reaksionit.
nH=2n (ujë)=2,5 mol
7. Përcaktoni masën e këtij elementi.
mH=2,5g
8. Le të përmbledhim masat e elementeve për të përcaktuar praninë (mungesën) e atomeve të oksigjenit në molekulë.
mC + mH=1 5g + 2,5g=17,5g
Kjo korrespondon me të dhënat e problemit, prandaj, nuk ka atome oksigjeni në lëndën organike të dëshiruar.
9. Gjetja e raportit.
CH2është formula më e thjeshtë.
10. Llogaritni M të substancës së dëshiruar duke përdorur dendësinë.
M substancë=70 g/mol.
n-5, substanca duket kështu: C5H10.
Kushti thotë se substanca fitohet nga dehidratimi i alkoolit, pra është një alken.
Opsioni i dytë
Le të shqyrtojmë një algoritëm tjetër për zgjidhjen e problemit.
1. Duke ditur se kjo substancë fitohet nga dehidratimi i alkooleve, arrijmë në përfundimin se mund t'i përkasë klasës së alkeneve.
2. Gjeni vlerën M të substancës së dëshiruar duke përdorur dendësinë.
M in=70 g/mol.
3. M (g/mol) për një përbërje është: 12n + 2n.
4. Ne llogarisim vlerën sasiore të atomeve të karbonit në një molekulë hidrokarburi etilen.
14 n=70, n=5, pra molekulareformula e një substance duket si: C5H10n.
Të dhënat për këtë problem thonë se substanca përftohet nga dehidratimi i një alkooli terciar, pra është një alken.
Si të krijoni një algoritëm për zgjidhjen e një problemi? Studenti duhet të dijë se si të marrë përfaqësues të klasave të ndryshme të përbërjeve organike, zotëron vetitë e tyre specifike kimike.
Shembull 2
Le të përpiqemi të identifikojmë një algoritëm për zgjidhjen e problemit duke përdorur një shembull tjetër nga USE.
Me djegien e plotë të 22,5 gram acid alfa-aminokarboksilik në oksigjenin atmosferik, u arrit të mblidheshin 13,44 litra (N. O.) monoksid karboni (4) dhe 3,36 L (N. O.) azot. Gjeni formulën e acidit të sugjeruar.
Të dhënat sipas kushtit.
- m(aminoacide) -22,5 g;
- √(dioksid karboni ) -13,44 litra;
- √(azoti) -3, 36 vjeç.
Formulat.
- m=Mn;
- √=√ mn.
Ne përdorim algoritmin standard për zgjidhjen e problemit.
Gjeni vlerën sasiore të produkteve të ndërveprimit.
(azoti)=0,15 mol.Shkruani ekuacionin kimik (ne zbatojmë formulën e përgjithshme). Më tej, sipas reaksionit, duke ditur sasinë e substancës, llogarisim numrin e moleve të acidit aminokarboksilik:
x - 0,3 mol.
Llogaritni masën molare të një acidi aminokarboksilik.
M(substanca fillestare )=m/n=22,5 g/0,3 mol=75 g/mol.
Llogaritni masën molare të origjinalitacid aminokarboksilik duke përdorur masat atomike relative të elementeve.
M(aminoacide )=(R+74) g/mol.
Përcaktoni matematikisht radikalin hidrokarbur.
R + 74=75, R=75 - 74=1.
Me përzgjedhje, ne identifikojmë variantin e radikalit hidrokarbur, shkruajmë formulën e acidit aminokarboksilik të dëshiruar, formulojmë përgjigjen.
Rrjedhimisht, në këtë rast ekziston vetëm një atom hidrogjeni, pra kemi formulën CH2NH2COOH (glicina).
Përgjigje: CH2NH2COOH.
Zgjidhje alternative
Algoritmi i dytë për zgjidhjen e problemit është si më poshtë.
Ne llogarisim shprehjen sasiore të produkteve të reaksionit, duke përdorur vlerën e vëllimit molar.
(dioksid karboni )=0,6 mol.Ne shkruajmë procesin kimik, të armatosur me formulën e përgjithshme të kësaj klase përbërjesh. Ne llogarisim me ekuacion numrin e moleve të acidit aminokarboksilik të marrë:
x=0,62/in=1,2 /in mol
Më pas, ne llogarisim masën molare të acidit aminokarboksilik:
M=75 në g/mol.
Duke përdorur masat atomike relative të elementeve, gjejmë masën molare të një acidi aminokarboksilik:
M(aminoacide )=(R + 74) g/mol.
Vlerësoni masat molare, më pas zgjidhni ekuacionin, përcaktoni vlerën e radikalit:
R + 74=75v, R=75v - 74=1 (merr v=1).
Nëpërmjet përzgjedhjes del në përfundimin se nuk ka radikal hidrokarbur, prandaj aminoacidi i dëshiruar është glicina.
Rrjedhimisht, R=H, marrim formulën CH2NH2COOH(glicina).
Përgjigje: CH2NH2COOH.
Zgjidhja e një problemi të tillë me metodën e një algoritmi është e mundur vetëm nëse studenti ka aftësi të mjaftueshme themelore matematikore.
Programim
Si duken algoritmet këtu? Shembujt e zgjidhjes së problemeve në informatikë dhe teknologji kompjuterike kërkojnë një sekuencë të qartë veprimesh.
Kur rendi shkelet, ndodhin gabime të ndryshme të sistemit që nuk lejojnë që algoritmi të funksionojë plotësisht. Zhvillimi i një programi duke përdorur programim të orientuar nga objekti përbëhet nga dy hapa:
- krijimi i një GUI në modalitetin vizual;
- zhvillimi i kodit.
Kjo qasje thjeshton shumë algoritmin për zgjidhjen e problemeve të programimit.
Me dorë është pothuajse e pamundur të menaxhohet ky proces që kërkon kohë.
Përfundim
Algoritmi standard për zgjidhjen e problemeve krijuese është paraqitur më poshtë.
Kjo është një sekuencë e saktë dhe e kuptueshme veprimesh. Gjatë krijimit të tij, është e nevojshme të zotëroni të dhënat fillestare të detyrës, gjendjen fillestare të objektit të përshkruar.
Për të evidentuar fazat e zgjidhjes së problemeve të algoritmeve, është e rëndësishme të përcaktohet qëllimi i punës, të nënvizohet sistemi i komandave që do të ekzekutohen nga ekzekutuesi.
Algoritmi i krijuar duhettë jetë një grup specifik i vetive:
- diskretiteti (ndarja në hapa);
- unike (çdo veprim ka një zgjidhje);
- konceptual;
- performancë.
Shumë algoritme janë masive, domethënë mund të përdoren për të zgjidhur shumë detyra të ngjashme.
Një gjuhë programimi është një grup i veçantë rregullash për shkrimin e të dhënave dhe strukturave algoritmike. Aktualisht përdoret në të gjitha fushat shkencore. Aspekti i tij i rëndësishëm është shpejtësia. Nëse algoritmi është i ngadalshëm, nuk garanton një përgjigje racionale dhe të shpejtë, ai kthehet për rishikim.
Koha e ekzekutimit të disa detyrave përcaktohet jo vetëm nga madhësia e të dhënave hyrëse, por edhe nga faktorë të tjerë. Për shembull, algoritmi për renditjen e një numri të konsiderueshëm numrash të plotë është më i thjeshtë dhe më i shpejtë, me kusht që të jetë kryer një renditje paraprake.
