Algorithm dhahiri ya kutatua tatizo katika kemia ni njia nzuri ya kusikiliza majaribio ya mwisho katika taaluma hii changamano. Mnamo 2017, mabadiliko makubwa yalifanywa kwa muundo wa mtihani, maswali yenye jibu moja yaliondolewa kutoka sehemu ya kwanza ya mtihani. Maneno ya maswali yanatolewa kwa namna ambayo mhitimu anaonyesha ujuzi katika maeneo mbalimbali, kwa mfano, kemia, na hawezi kuweka "tiki" tu.
Changamoto Kuu
Ugumu wa juu zaidi kwa wahitimu ni maswali juu ya kupatikana kwa fomula za misombo ya kikaboni, hawawezi kutunga kanuni za kutatua tatizo.
Jinsi ya kukabiliana na tatizo kama hilo? Ili kukabiliana na kazi iliyopendekezwa, ni muhimu kujua algorithm ya kutatua matatizo katika kemia.
Tatizo sawa ni kawaida kwa taaluma zingine za kitaaluma.
Msururu wa vitendo
Ya kawaida zaidi ni matatizo ya kubainisha kiwanja kwa bidhaa zinazojulikana za mwako, kwa hivyo tunapendekeza kuzingatia kanuni za kutatua matatizo kwa kutumia mfano.aina hii ya mazoezi.
1. Thamani ya molekuli ya molar ya dutu fulani hubainishwa kwa kutumia msongamano wa jamaa unaojulikana kwa baadhi ya gesi (ikiwa iko katika hali ya kazi iliyopendekezwa).
2. Tunakokotoa kiasi cha vitu vilivyoundwa katika mchakato huu kupitia ujazo wa molar kwa kiwanja cha gesi, kupitia msongamano au wingi wa dutu kioevu.
3. Tunakokotoa thamani za kiasi cha atomi zote katika bidhaa za mmenyuko fulani wa kemikali, na pia kuhesabu uzito wa kila moja.
4. Tunatoa muhtasari wa thamani hizi, kisha kulinganisha thamani iliyopatikana na wingi wa kiwanja kikaboni kilichotolewa na hali.
5. Ikiwa misa ya awali itazidi thamani iliyopatikana, tunahitimisha kuwa oksijeni iko kwenye molekuli.
6. Tunaamua uzito wake, toa kwa hili kutoka kwa misa iliyotolewa ya mchanganyiko wa kikaboni jumla ya atomi zote.
6. Tafuta idadi ya atomi za oksijeni (katika moles).
7. Tunaamua uwiano wa wingi wa atomi zote zilizopo kwenye tatizo. Tunapata fomula ya uchanganuzi.
8. Tunatunga toleo lake la molekuli, molekuli ya molar.
9. Ikiwa inatofautiana na thamani iliyopatikana katika hatua ya kwanza, tunaongeza nambari ya kila atomi kwa idadi fulani ya nyakati.
10. Tunga fomula ya molekuli ya dutu inayotakiwa.
11. Kufafanua muundo.
12. Tunaandika mlinganyo wa mchakato ulioonyeshwa kwa kutumia miundo ya vitu vya kikaboni.
Algoriti inayopendekezwa ya kusuluhisha tatizo inafaa kwa kazi zote zinazohusiana na utoaji wa fomula ya mchanganyiko-hai. Atasaidia wanafunzi wa shule ya upilikumudu mtihani vya kutosha.
Mfano 1
Utatuzi wa matatizo wa algoriti unapaswa kuonekanaje?
Ili kujibu swali hili, hapa kuna sampuli iliyokamilika.
Wakati wa kuchoma 17.5 g ya kiwanja, lita 28 za dioksidi kaboni zilipatikana, pamoja na 22.5 ml ya mvuke wa maji. Uzito wa mvuke wa kiwanja hiki unafanana na 3.125 g / l. Kuna habari kwamba mchambuzi huundwa wakati wa kutokomeza maji mwilini kwa pombe iliyojaa ya kiwango cha juu. Kulingana na data iliyotolewa:
1) fanya hesabu fulani ambazo zitahitajika kupata fomula ya molekuli ya dutu hii ya kikaboni;
2) andika fomula yake ya molekuli;
3) fanya mwonekano wa kimuundo wa kiwanja asili, ukiakisi kwa namna ya kipekee muunganisho wa atomi katika molekuli inayopendekezwa.
Data ya kazi.
- m (nyenzo ya kuanzia)- 17.5g
- V kaboni dioksidi-28L
- V maji-22.5ml
Mfumo wa kukokotoa hisabati:
- √=√ mn
- √=m/ρ
Ukipenda, unaweza kukabiliana na kazi hii kwa njia kadhaa.
Njia ya kwanza
1. Amua idadi ya fuko za bidhaa zote za mmenyuko wa kemikali kwa kutumia kiasi cha molar.
nCO2=1.25 mol
2. Tunafichua maudhui ya kiasi cha kipengele cha kwanza (kaboni) katika bidhaa ya mchakato huu.
nC=nCO2=, 25 mol
3. Kokotoa wingi wa kipengele.
mC=1.25 mol12g/mol=15 g.
Amua wingi wa mvuke wa maji, ukijua kuwa msongamano ni 1g/ml.
mH2O ni 22.5g
Tunafichua kiasi cha athari ya bidhaa (mvuke wa maji).
n maji=1.25 mol
6. Tunakokotoa kiasi cha maudhui ya kipengele (hidrojeni) katika bidhaa ya majibu.
nH=2n (maji)=2.5 mol
7. Bainisha wingi wa kipengele hiki.
mH=2.5g
8. Hebu tujumuishe wingi wa elementi ili kubaini kuwepo (kutokuwepo) kwa atomi za oksijeni kwenye molekuli.
mC + mH=1 5g + 2.5g=17.5g
Hii inalingana na data ya tatizo, kwa hivyo, hakuna atomi za oksijeni kwenye dutu-hai inayotakikana.
9. Inatafuta uwiano.
CH2ndiyo fomula rahisi zaidi.
10. Kokotoa M ya dutu inayotaka kwa kutumia msongamano.
M dutu=70 g/mol.
n-5, dutu hii inaonekana kama hii: C5H10..
Hali inasema kuwa dutu hii hupatikana kwa upungufu wa maji mwilini wa pombe, kwa hivyo, ni alkene.
Chaguo la pili
Hebu tuzingatie kanuni nyingine ya kutatua tatizo.
1. Kwa kujua kwamba dutu hii hupatikana kwa upungufu wa maji mwilini wa alkoholi, tunahitimisha kuwa inaweza kuwa ya kundi la alkenes.
2. Pata thamani M ya dutu inayotaka kwa kutumia msongamano.
M in=70 g/mol.
3. M (g/mol) kwa kiwanja ni: 12n + 2n.
4. Tunakokotoa thamani ya kiasi cha atomi za kaboni katika molekuli ya hidrokaboni ya ethilini.
14 n=70, n=5, hivyo molekulifomula ya dutu inaonekana kama: C5H10n.
Takwimu za tatizo hili zinasema kuwa dutu hii hupatikana kwa upungufu wa maji mwilini wa pombe ya kiwango cha juu, kwa hiyo ni alkene.
Jinsi ya kutengeneza algoriti ya kutatua tatizo? Mwanafunzi lazima ajue jinsi ya kupata wawakilishi wa madarasa tofauti ya misombo ya kikaboni, anamiliki sifa zao maalum za kemikali.
Mfano 2
Hebu tujaribu kutambua algoriti ya kutatua tatizo kwa kutumia mfano mwingine kutoka kwa MATUMIZI.
Kwa mwako kamili wa gramu 22.5 za asidi ya alpha-aminocarboxylic katika oksijeni ya angahewa, iliwezekana kukusanya lita 13.44 (N. O.) za monoksidi kaboni (4) na 3.36 L (N. O.) za nitrojeni. Tafuta fomula ya asidi iliyopendekezwa.
Data kwa masharti.
- m(amino asidi) -22.5 g;
- √(carbon dioxide ) -13.44 lita;
- √(nitrogen) -3, 36 y.
Mfumo.
- m=Mn;
- √=√ mn.
Tunatumia algoriti ya kawaida kusuluhisha tatizo.
Tafuta thamani ya kiasi cha bidhaa za mwingiliano.
(nitrogen)=0.15 mol.Andika mlingano wa kemikali (tunatumia fomula ya jumla). Zaidi ya hayo, kulingana na majibu, tukijua kiasi cha dutu hii, tunahesabu idadi ya moles ya asidi ya aminocarboxylic:
x - 0.3 mol.
Hesabu molekuli ya molar ya asidi aminocarboxylic.
M(dutu ya kuanzia )=m/n=22.5 g/0.3 mol=75 g/mol.
Kokotoa molekuli ya molar ya asiliasidi aminocarboxylic kwa kutumia wingi wa atomiki wa vipengele.
M(amino asidi )=(R+74) g/mol.
Amua kihisabati radical ya hidrokaboni.
R + 74=75, R=75 - 74=1.
Kwa uteuzi, tunatambua lahaja ya itikadi kali ya hidrokaboni, kuandika fomula ya asidi aminocarboxylic inayotakikana, kuunda jibu.
Kwa hivyo, katika kesi hii kuna chembe ya hidrojeni pekee, kwa hivyo tuna fomula CH2NH2COOH (glycine).
Jibu: CH2NH2COOH.
Suluhisho mbadala
Algorithm ya pili ya kutatua tatizo ni kama ifuatavyo.
Tunakokotoa usemi wa kiasi wa bidhaa za athari, kwa kutumia thamani ya ujazo wa molar.
(carbon dioxide )=0.6 mol.Tunaandika mchakato wa kemikali, ulio na fomula ya jumla ya aina hii ya misombo. Tunakokotoa kwa mlinganyo idadi ya fuko za asidi ya aminocarboxylic iliyochukuliwa:
x=0.62/in=1.2 /katika mol
Inayofuata, tunakokotoa molekuli ya molari ya asidi aminocarboxylic:
M=75 katika g/mol.
Kwa kutumia wingi wa atomiki wa vipengele, tunapata molekuli ya molari ya asidi ya aminocarboxylic:
M(amino asidi )=(R + 74) g/mol.
Sawazisha molekuli, kisha tatua mlingano, bainisha thamani ya radical:
R + 74=75v, R=75v - 74=1 (chukua v=1).
Kupitia uteuzi hufikia hitimisho kwamba hakuna itikadi kali ya hidrokaboni, kwa hivyo asidi ya amino inayotakikana ni glycine.
Kwa hivyo, R=H, tunapata fomula CH2NH2COOH(glycine).
Jibu: CH2NH2COOH.
Utatuzi wa matatizo kama haya kwa mbinu ya algoriti inawezekana tu ikiwa mwanafunzi ana ujuzi wa kutosha wa msingi wa hisabati.
Upangaji
Algoriti inaonekanaje hapa? Mifano ya kutatua matatizo katika taarifa na teknolojia ya kompyuta inahitaji mlolongo wa vitendo wazi.
Agizo linapokiukwa, hitilafu mbalimbali za mfumo hutokea ambazo haziruhusu algoriti kufanya kazi kikamilifu. Kutengeneza programu kwa kutumia upangaji unaolenga kitu kunajumuisha hatua mbili:
- kuunda GUI katika hali ya kuona;
- utengenezaji wa msimbo.
Mbinu hii hurahisisha sana kanuni za kutatua matatizo ya upangaji programu.
Kwa kibinafsi karibu haiwezekani kudhibiti mchakato huu unaotumia muda mwingi.
Hitimisho
Algorithm ya kawaida ya kutatua matatizo ya uvumbuzi imewasilishwa hapa chini.
Huu ni mlolongo sahihi na unaoeleweka wa vitendo. Wakati wa kuunda, ni muhimu kumiliki data ya awali ya kazi, hali ya awali ya kitu kilichoelezwa.
Ili kuangazia hatua za kutatua matatizo ya algoriti, ni muhimu kuamua madhumuni ya kazi, kuangazia mfumo wa amri zitakazotekelezwa na mtekelezaji.
Algoriti iliyoundwa lazimakuwa seti maalum ya sifa:
- discreteness (mgawanyiko katika hatua);
- upekee (kila tendo lina suluhu moja);
- dhana;
- utendaji.
Algoriti nyingi ni kubwa, yaani, zinaweza kutumika kutatua kazi nyingi zinazofanana.
Lugha ya kupanga ni seti maalum ya sheria za kuandika data na miundo ya algoriti. Hivi sasa, inatumika katika nyanja zote za kisayansi. Kipengele chake muhimu ni kasi. Ikiwa kanuni ni ya polepole, haitoi hakikisho la jibu la busara na la haraka, inarudishwa kwa marekebisho.
Muda wa utekelezaji wa baadhi ya kazi hauamuliwi tu na ukubwa wa data ya ingizo, bali pia na vipengele vingine. Kwa mfano, algoriti ya kupanga idadi kubwa ya nambari kamili ni rahisi na haraka, mradi upangaji wa awali umefanywa.
