Химиялық стехиометриялық заңдары

Сабақтың тақырыбы: Химиялық стехиометриялық заңдары

Мақсаты:

• а) біліктілік: химияның негізгі заңдары мен олардың қолданылуы туралы оқушылардың білімдерін жүйелеу және қорытындылау.
• ә) дамытушылық: оқушылардың өз бетімен, ұжыммен жұмыс істеу біліктіліктерін дамыту; әр оқушының білімдік, ұжымдық қабілетін ояту; еске сақтауын, ой-өрісін дамыту; сөзжұмбақ, ребус, «үйлестірме кесте» жасай білуге баули отырып, оқушылардың шығармашылықпен жұмыс істеуге дағдаландыру,танымдылық белсенділігін арттыру.
• б) тәрбиелік: көпшіл, ұйымшыл болуға баулу; ынтымақтастыққа, өзін-өзі басқаруға, бақылауға, байқағыштыққа жетелеу;білім деңгейіне қарамай серігін, көршісін қадірлей білуге; әр оқушының қабілетін дамытып; еңбек етуге баулу; кәсіптік бағдар беру.

Міндеттері:

• а) өз ойларын еркін айтып, бір-бірінің пікірін тыңдайды.
• ә) ұжымдаса бірлесіп жұмыс істейді.

Түрі: жаңа білім беру, жинақтау сабағы.

Әдісі: түсіндіру, салыстыру, сұрақ-жауап,баяндау, оқулықпен жұмыс, бағалау, бекіту, қорытындылау.

Көрнекілігі: тест сұрақтары, тараптама материалдар(сұрақ-жауап)

Пәнаралық байланыс: биология, география, тарих, қазақ әдебиеті

Формалары: жеке, топпен, сынып ұжымымен жұмыс жүргізу

Сабақтың типтері: жаңа сабақты меңгерту

Тегі: жаңа материалды игерту сабағы, жаңа сабақтың мақсатын түсіндіру, бұл сабақта нені біліп шығатыны туралы айтып, оқушы зейінін сабаққа аударамын.

Ұзтаз ұстанымы: сабақта барлық оқушылардың қамтылуы.

Оқушы ұстанымы: ынта,жігер,шынайылық.

Химиялық стехиометриялық заңдары

Сабақ жоспары:

1. Ұйымдастыру (2 минут)
2. Үй тапсырмасы (10 минут)
3. Жаңа сабақ (20 минут)
4. Пысықтау (5 минут)
5. Үйге тапсырма (2 минут)
6. Бағалау (3 минут)
7. Қорытындылау (3 минут)

І. Ұйымдастыру кезеңі

1. Оқушылармен амандасу
2. Сынып бөлмесінің тазалығына көңіл аудару.
3. Кезекші мәлімдемесін тыңдау.
4. Журнал бойынша түгелдеу.
5. Оқу құралдарын түгелдеу.
6. Тәртіпке шақырып, оқушылардың сабақ бастауға көңіл күйі, оқушы назарын сабаққа толық аудару.
7. Сабаққа белсенді қатысуды, бір-бірінің жауабын тыңдауды ескерту.
8. Жаңа сабаққа дайындық.
9. Сабақ тақырыбы мен мақсатын хабарлау.
10. Сабақ жоспарымен таныстыру.

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау кезеңі

Өткен сабақтарда өтілген «Атом және молекула,олардың сипаттамалары» тақырыбы бойынша сұрақ –жауап әдісімен түсінгендерін, сабақты меңгергендерін сұрап білемін.

І-тапсырма. Сұрақ-жауап

1. Өздеріңе белгілі нейтрондардың сипаттамаларын жазыңдар.
2. Неліктен бір элемент бірнеше изотоп түзеді? Мысалдар келтіріңдер.
3. Периодтык кестедегі орны бойынша мына элементтердегі нейтрон санынанықтаңдар: фтор, кремний, аргон.
4. Периодтык кесте көмегімен мынадай элемент атомдарының протон, нейтрон
   және электрон сандарын аныктаңдар: азот, фтор, натрий, күкірт, фосфор.
5. Мынадай заттардың химиялык формулаларын жазыңдар: а) азот; ә) азот
   кышкылы; б) көміртек (IV) оксиді; в) темір (III) оксиді.
6. Мынадай заттардың салыстырмалы молекулалык массаларын жөне зат
   мелшерін есептеңдер: N2, АІ2О3, Н2SО4, Сu(ОН)2, АІ2(SО4)3.
7. Авогадро заңының тұжырымдамасын колданып, Авогадро саны және кез
   келген газдың молярлык көлемі тұракты шама екенін дәлелдеңдер.

ІІ-тапсырма. Тест тапсырма. (4-сұрақ)

1. Молекула — заттың
   A) қасиетін,құрамын сақтайтын ұсақ бөлшектері.,
   B) құрамын,түсін сақтайтын ұсақ бөлшектері.
   C) көлемін сақтайтын кішкене бөлшегі.
   D) массасын сақтайтын бөлшегі. E) атомдарын сақтамайтын бөлшегі.
2. Атомдар дегеніміз заттың
   A) еріткенде бөлінбейтін B) физикалық бөлінбейтін C) айдағанда бөлінбейтін
   D) химиялық бөлінбейтін ең ұсақ бөлшектері. E) механикалық бөлінбейтін
3. Беймолекулалық құрылысты зат
   A) спирт. B) азот. C) оттек. D) құм. E) мұз.
4. Молекулалық құрылысты зат
   A) қант. B) темір сульфиді. C) темір. D) ас тұзы. E) алмаз.

ІІІ-тапсырма. Өзіндік жұмысы

І-деңгей

1. Бор қатты қыздырған кезде сөндірілмеген әк пен көмірқышқыл газына ыдырайды. Бор қандай химиялық элементтерден құралған?
2. Шамамен азот молекуласының массасы криптон атомының массасынан неше есе кем?

ІІ-деңгей

1. Төменде келтірілген заттардың қайсылары жай, қайсылары күрделі: апатит, алмаз, сода, кварц, әк, темір, уран, оттегі,бензол, мәрмәр, рубин, парафин, полиэтилен.
2. Мына заттардың салыстырмалы молекулалық массасын есептеңдер: көмірқышқыл газы СО2, күкірт қышқылы Н2SО4, ас содасы NаНСО3, сірке қышқылы СН₃СООН.

ІІІ-деңгей

1. 1819 ж. Швед ғалымы Йенс-Якоб Берцелиус оттегі үшін 100 деген шаманы алып, атомдық салмақ (салыстырмалы атомдық масса) кестесін жариялады. Егер оттегі үшін көрсетілген шаманы алса, сутегі, көміртегі және күкірт атомдық массаларының мәні қандай болар еді?
2. Алхимиктердің орта ғасырда бір элементті екінші элементке: мысалы, мысты алтынға, ал сынапты күміске айналдыруға жасаған әрекеті нәтижесіз болды. Сендерге бір химиялық
   элементтің екінші біреуіне айналуы белгілі ме?

ІV-тапсырма. Есеп шығару

1. 13,6 г кальций гидрофосфатының зат мөлшері (моль)
   Шешуі: М(Са(Н2РО4)2) = 234 г/моль
   ν(Са(Н₂РО₄)₂)=(13,6 г)/(234 г/моль)=0,1 моль
2. СuSO4 • 10H2O құрамындағы судың массалық үлесі (%)
   Шешуі: М(СuSO4 • 10H2O) = 340 г/моль
   М(10H2O) = 180 г/моль
   ω(H₂O)= (180 г ∙100 %)/(340 г) = 53 %
3. Судың 45 г сәйкес келетін зат мөлшері (моль)
   Шешуі: М(Н2О) = 18 г/моль
   ν(Н₂О)=(45 г)/(18 г/моль)=2,5 моль
4. 2 моль темірдің зат мөлшеріндегі атом саны
   Шешуі:
   N(Ғе) = ν ∙ NА = 2 моль ∙6,02 • 1023 = 12,04 • 1024
5. 1,6 г мыс (ІІ) сульфаты бар ерітіндімен әрекеттескен темір тақташадан ерітіндіге өткен темір атомдарының саны
   Шешуі: CuSO4 + Ғе → ҒеSO4 + Cu
   М(CuSO4) = 160 г/моль
   NА = 6,02 • 1023
   х —— 1,6 г CuSO4
   6,02 • 1023—- 160 г CuSO4
   х=(6,02 • 10²³∙1,6 г)/(160 г) =6,02 • 10²¹

V-тапсырма. Жауабы: 1-кесте бойынша

• Атомдар дегеніміз:
  1) көзге көрінбейтін, бөлінбейтін, мәңгі қозғалыста болатын бөлшектер;
  2) барлық заттар осы бөлшектерден түзіледі;
  3) заттың химиялық бөлінбейтін ең ұсақ бөлшектері;
  4) қатты заттарды ұсақтағанда жойылып кетеді.
• Молекулалар дегеніміз:
  1) барлық заттардың ең ұсақ бөлшектері;
  2) химиялық реакциялар кезіңде ыдырайды;
  3) химиялық реакциялар кезінде ыдырамайды;
  4) құрамы мен химиялық қасиеттері заттың өзімен бірдей болып келетін көптеген заттардың ең ұсақ бөлшектері.

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру кезеңі

Сабақтың тақырыбын айту, мақсатымен таныстыру.

Бүгінгі жаңа сабақта оқушыларды «Химиялық стехиометриялық заңдары» тақырыбы жайлы түсіндіремін.

Химия заттардың құрамы мен құрылымы өзгеру арқылы өтетін процестерді және осы процестердің ішінде, сол сияқты материя қозғалысының басқа формалары арасындағы өзара айнылымдар мен ұштасатын заттардағы өзгерістерді зертейді. Химияның негізгі зерттеу нысаны зат және оның өзгерістері. Химияның негізгі іргетасты жалпы заңдарына жататындар: зарядтың сақталу заңы, масса мен энергияның сақталу заңы және дамудың периодтылығы заңы.

Ал стехиометриялық заңдарға жататындар: құрам тұрақтылық заңы, зат массасының сақталу заңы, еселік қатынас заңы, көлемдік қатынас заңы, Авогадро заңы эквивалент заңы.

• Құрам тұрақтылық заңы бойынша заттардың құрамы алу әдісіне байланыссыз тұрақты болады.
• Зат массасының сақталу заңы – реакцияға дейінгі заттардың массасы ракциядан кейін заттардың массасына тең болады.
• Еселік қатынас заңы – екі элемент бір-бірімен бернеше қосылыс түссе, сол элементтердің бірдей етіп алынған салмақ мөлшеріне сай келетін, сол бөлігінің өзара қатынасы кішкентай бүтін сандардың қатынасындай болады.
• Авогадро заңы – кез келген газдың бірдей температурада, бірдеу қысымда алынған бірдей көлемінде біркелкі молекула саны болады.
• Эквивалент заңы бір-бірімен әрекеттесуші заттардың массаларының (немесе көлемдерінің) қатынастары олардың эквиваленттік массаларына (көлемдеріне) тура пропорционалды. Элементтер бір-бірімен өздерінің эквивалентіне сай келетін салмақ мөлшерінде қосылысады.

Химиядағы стехиометриялық заңдар деп, құрам тұрақтылық, еселі қатынастар, эквиваленттер, газдар, Гей-Люссактың көлемдік қатынастар және Авогадро заңдарын айтады.

Құрам тұрақтылық заңы

Прусттың 1801 жылы ашқан құрам тұрақтылық заңы: Әрбір таза заттың элементтік құрамы әрқашанда тұрақты, ол заттардың алу әдісіне байланысты емес. Мысалы әр түрлі жолмен алынса да көміртек диоксидінде 27,29 процент көміртек және 72,71 оттек бар.19-ғасырдың басында Бертолле кейбір заттардың құрамы ауыспалы болатындығын ескертіп, заңға күмән келтірді.

Пруст пен Бертолле арасындағы таласты, орыс ғалымы Курнаков шешті. Курнаков құрамы тұрақты қосылыстарды дальтонидтер деп, дальтонидтерге қарсы құрамы тұрақсыз қосылыстарды бертолидтер деп атады.

Эквиваленттер заңы

Эквиваленттер заңы — химиялық заңдардың ең бір негізгісі. Олар химиялық элементтер бір-бірімен өздерінің химиялық эквиваленттеріне сай, белгілі сандық қатынаста әрекеттесетінін белгілейді.

Эквивалент дегеніміз бағалары тең деген сөз. Эквивалент деп берілген қышқылдық негіздік реакцияда сутектің 1 катионына, немесе берілген тотығу — тотықсыздану реакциясында 1 электронға сәйкес шартты, немесе нақты бөлшекті айтады. Зттың эквивалентінің 1 моль мөлшерінің массасын оның эквивалентінің молярлық массасы деп атайды. Оның өлшем бірлігі — г/моль.

Еселі қатынас заңы

Дальтон 1803 жылы еселі қатынастар заңын өрнектеді: егер екі элемент өзара бірнеше химиялық қосылыстар түзсе, онда бір элементтің массасы осы қосылыстардағы екінші элементтің массаларына бүтін сандар ретінде қатынасады. Дальтон айтуы бойынша, атомның абсолюттік массасын анықтау мүмкін емес, сутектің атомдық массасын бірге тенестіріп, салыстырмалы атомдық масса туралы түсінік енгізді.

Сутекте, оттекте изотоптар бар болғандықтан оны көміртекке өзгертті. Химиялық элементтің салыстырмалы атомдық массасы — өлшеусіз шама, олар көміртек бірлігімен өлшенетін атомдық масса болады. Атомның массасы көміртек массасы бірлігінің оның салыстырмалы массасының көбейтіндісіне тең.

Авогадро заңы

Моль — заттың мөлшері. Көміртектің С12 изотопының 6,02*1023 атомдары бар. Мына сан 6,02*1023 Авогадро тұрақтылығы деп аталады. Яғни, моль — заттың мөлшері, ол құрылыстық бірлікке 6,02*1023 дискретті. Авогадро заңы — бірдей жағдайда алынған газдардың тең көлемінде молекулалар саны да бірдей болады. Авогадро заңынан мына салдар шығады: молекулалық сандар бірдей газдардың, бірдей жағдайда, көлемі де бірдей болады.

ІV. Жаңа сабақты пысықтау

Оқушылардың алған білімдерін тиянақтау мақсатында әр түрлі әдістер қолдануға болады. Оның негізгілері: мысалы, сұрақ –жауаптар, деңгейлік тест сұрақтарын беруге болады. Міне, осылайша жаңа сабақты түсіндіріп болғаң соң жаңа материалды меңгеру дәрежесін тексеру үшін оқушыларға мынадай сұрақтар беремін.

І-тапсырма. Сұрақ-жауап

1. Алган білімдеріңді колданып, накты мысалдар келтіре отырып, кұрам тұрактылык заңының, Авогадро заңының, зат массасының сақталу заңының және көлемдік катынастар заңының тұжырымдауын түсіндіріңдер.
2. Химиялық реакцияларда стехиометриялык заңдарды колданғанда кандай
   маңызды шамалар пайдаланылады? Олар не үшін кажет?
3. Атомдар саны, атомдык масса түсініктерінің көмегімен зат массасынын
   сақталу заңын түсіндіріңдер.
4. Берілген затты құрайтын элемент атомдарымен байланыстыра отырып,
   құрам тұрақтылық заңын түсіндіріңдер.
5. Авогадро заңы және атом, молекула түсініктері негізіңде көлемдік катынастар
   заңын түсіндіріидер. Мысалдар келтіріңдер.

ІІ-тапсырма. Есеп шығару

§1.3. Химиялық стехиометриялық заңдары

6-шы есеп

Массасы 2,2 г темір (II) сульфидін алу үшін 1,4 г темірге канша грамм күкірт қосу керек?

Шешуі. Химиялық реакция теңдеуі:
Ғе + S→ ҒеS
Өнім мен темірдің зат мөлшерін табамыз.
ν = 2,2 г : 88 г/моль (ҒеS) = 0,025 моль;
ν = 1,4 г : 56 г/моль (Ғе) = 0,025 моль
Теңдеуде Ғе мен S — тің мольдік катынастары тең.
Онда V (S) = 0,025 моль.
Енді күкірт массасын табу қиын емес. m = 0,025 моль • 32 г/моль = 0,8 г S

8-ші есеп

1 моль азот пен 3 моль сутек әрекеттескенде 2 моль газ аммияк түзілген. Рекация теңдеуін жазып, олардың көлемдік қатынасын, 1 моль аммиактың массасын есептеңдер.
Шешуі. Реакция теңдеуі:
3Н2 + N₂ →2NНз
қ. ж. кез — келген газ 22,4 л көлем алатынын ескеріп, есеп жүргіземіз:
V = ν • Vт = 3 моль • 22,4 л = 67,2 л Н2
V = 1 моль • 22,4 л = 22,4 л N2
V = 2 моль • 22,4 л = 44,8 л NН3
Газдардың көлемдік қатынастарын табамыз:
V (Н2): V (N₂): V (NН3) = 67,2 л : 22,4 л : 44,8 л = 3 : 1 : 2.
1 моль аммиактың массасы:
m = ν• М = 1 моль • 17 г/моль = 17 г NН3

9-шы есеп

Эвдиометрде 24 мл сутек пен 15 мл оттектен тұратын қоспа қопарылыс бергенде су түзілген. Қопарылыстан кейін қоспада қандай газ қалған, оның көлемі мен массасы қандай ?
Шешуі. Әуелі химиялық реакция теңдеуін жазайық:
2Н2 + О2 → 2 Н2О
Енді сутекпен оттек газдарының зат мөлшерін табайық:
V (Н2) =0,024 л : 22,4 л = 0,0001 моль;
V (О2) = 0,015 л : 22,4 л = 0,00067 моль
Газдардың мольдік қатынастары:
V (Н2): V (О2) = 0,0001 : 0,00067 = 1,5 : 1
Теңдеу бойынша 2 моль Н2 газы 1 моль О2 газымен толық әрекеттеседі, ал 1,5 моль Н2 газы ν моль О2 газымен әрекеттесу керек деп пропорция құрамыз:
Бұдан: ν (О2) =1,5 моль • 1 моль : 2 моль = 0,75 моль
Демек О2 газы артылып қалады:
Δ V (О2) = 1,00 — 0,75 = 0,25 моль
Оттегі газының көлемі мен массасын анықтау керек.
V (О2) = 0,25 моль • 22,4 л = 5,6 л;
m (02) = 0,25 моль • 32 г/моль = 8 г

ІІІ-тапсырма. Жауабы: 1-кесте бойынша

1. Төмендегі келтірілген «құрам тұрақтылық заңы» туралы анықтаманың қайсысы дұрыс?
   1) алынған химиялық таза заттың құрамы әрекеттесуші заттардың реакцияға дейінгі мөлшерлеріне ғана байланысты;
   2) химиялық таза қосылыстың құрамы, ол затты кімнің синтездегеніне ғана байланысты;
   3) әр химиялық таза заттың кездесетін жеріне және алыну әдісіне қарамастан бір ғана тұрақты құрамы болады.
2. Заттар массасы сақталу заңы мынадай анықтамалармен сипатталады, олардың қайсысы дұрыс?
   1) химиялық реакцияға кіріскен заттардың массасы түзілген заттардың массасына тең;
   2) химиялық реакциялардың нәтижесінде атомдар жойылмайды және жаңадан пайда болмайды, тек қайта топтасады;
   3) реакдияға дейін және соңынан атомдар саны өзгермейді, сондықтан олардың жалпы массасы да өзгеріссіз қалады;
   4) реакцияға кіріскен затгардың барлығы реакция нәтижесінде түзілген заттарға толық айналмайды.

V. Үй тапсырмасын беру кезеңі

§ 1.3. Химиялық стехиометриялық заңдары, 1-6 – жаттығулар. Есептер жинағынан тапсырмалар.

VІ. Оқушылардың білімін бағалау кезеңі

Сабақта сұраққа мәнді де мағыналы жауап берген, қосымша сұрақтарға жауап беріп отырған оқушыларды бағалау.

VІІ. Қорытындылау кезеңі

Жаңа материалды меңгеру дәрежесін тексеру үшін оқушыларға мынадай өзіндік жұмыс бойынша сұрақтар мен жұмбақтар беремін.

І-тапсырма

Атом-молекулалық ілімнің негізгі қағидалары
Береді мынадай тұжырымдарды:
Бұл ілімге сәйкес барлық заттарды.
Құрылымы бойынша екі топқа бөлуге болады:
Біріншісі — молекулалық құрылысты заттар,
Екіншісі — беймолекулалық құрылысты заттар.
Агрегаттық күйіне, температураға тәуелді болатын
Молекулалар арасында бос кеңістік бар.
Молекулалар үздіксіз қозғалады
Молекулалар атомдардан түрады.
Атомдар да молекулалар тәрізді
Үздіксіз козғалыстаболады.
Ерекшеленеді массасы және қасиеттерімен
Атомдардың бір түрі басқа түрлерінен.
Молекулалар өзара әсерлеседі
Тартылу және тебілу күштерімен.
Молекулалар химиялық құбылыс кезінде бұзылады,
Ал физикалық құбылыстарда сақталады.
Молекулалық құрылысты заттар торлары түйінінде
Тек молекулалар ғана болады.
Ал беймолекулалык құрылысты заттарда
Тор түйіндерінде атомдар да, немесе
Басқа бөлшектер де орналасады.
Атом-молекулалық ілімнің негізгі кағидаларын
Міне осы айтылғандармен шектеуге болады.

Сабақты аяқтап, балалармен қоштасамын.

Сабақтың тақырыбы: Химиялық стехиометриялық заңдары