Существующие в школьной или факультативной практике алгоритмы решения задач по химии строго говоря, таковыми не являются – они показывают, как и в какой последовательности решать конкретную задачу или узко очерченный тип задач с варьирующимися данными, но не обобщают в один или несколько универсальных алгоритмов все имеющиеся задачи динамического типа. Динамическими мы называем задачи, использующие для расчетов уравнения химических реакций (в отличие от статических, в которых нет химических реакций). В первой части книги проведена алгоритмизация (по методам решения) следующих типов задач по химии: – установление формулы вещества по количественным данным о его составе или продуктах превращений; – использование правила аддитивности: (c1m1+c2m2++ckmk) = c(общ)(m1+m2++mk), где c1...ck – «свойства» компонентов смеси, например, концентрация, температура и др., m1...mk – вклады этих компонентов в смесь; c(общ) – «свойство» смеси; m1+m2...mk масса смеси; – задачи с расчетами по уравнениям последовательных реакций («стехиометрическим схемам»); – задачи с расчетами по уравнениям параллельных реакций («на смеси»). Первые два типа относятся к статическим, последние – к динамическим задачам. Такое деление несколько условно, но оно разложить по полочкам» иногда достаточно сумбурные условия и еще более сумбурные решения химических задач. Материал первой части иллюстрирован задачами (как стандартными школьными, так и олимпиадными высокого уровня), которые можно решить, используя приведенные алгоритмы. Описываемые алгоритмы могут быть легко реализованы в простейших компьютерных программах. Во второй части книги задачи сгруппированы по ключикам, намекам на решение. Внутри каждого раздела сначала идут простые задачи, затем более сложные. Решения задач, казавшихся авторам проблемными или наиболее общими, даны подробно, остальных – схематично (решение фактически представляет собой расширенный ответ). Авторы попытались обобщить принципы, которые используются при составлении «качественных» задач (в которых совсем не обязательно отсутствуют расчеты – но если расчеты в них есть, то они не играют ключевой роли), а также методы их решения.
Кислород может существовать в виде двух аллотропных видоизменений: кислород О2 и озон О3. При сравнении физических свойств кислорода и озона целесообразно вспомнить, что это газообразные вещества, различающиеся по плотности (озон в 1,5 раза тяжелее кислорода) , температурам плавления и кипения. Озон лучше растворяется в воде. Кислород в нормальных условиях — газ, без цвета и запаха, озон — газ голубого цвета с характерным резким, но приятным запахом. Есть отличия и в химических свойствах. Озон химически активнее кислорода. Активность озона объясняется тем, что при его разложении образуется молекула кислорода и атомарный кислород, который активно реагирует с другими веществами. Например, озон легко реагирует с серебром, тогда как кислород не соединяется с ним даже при нагревании: 6Ag+O3=3Ag2O
Но в то же время и озон и кислород реагируют с активными металлами, например с калием К.
Получение озона происходит по следующему уравнению: 3O2=2O3- теплота Реакция идет с поглощением энергии при прохождении электрического разряда через кислород, например во время грозы, при сверкании молнии. Обратная реакция происходит при обычных условиях, так как озон — неустойчивое вещество. В природе озон разрушается под действием газов, выбрасываемых в атмосферу, например фреонов, в процессе техногенной деятельности человека.
Результатом является образование так называемых озоновых дыр, т. е. разрывов в тончайшем слое, состоящем из молекул озона.
Существующие в школьной или факультативной практике алгоритмы решения задач по химии строго говоря, таковыми не являются – они показывают, как и в какой последовательности решать конкретную задачу или узко очерченный тип задач с варьирующимися данными, но не обобщают в один или несколько универсальных алгоритмов все имеющиеся задачи динамического типа. Динамическими мы называем задачи, использующие для расчетов уравнения химических реакций (в отличие от статических, в которых нет химических реакций).
В первой части книги проведена алгоритмизация (по методам решения) следующих типов задач по химии:
– установление формулы вещества по количественным данным о его составе или продуктах превращений;
– использование правила аддитивности:
(c1m1+c2m2++ckmk) = c(общ)(m1+m2++mk), где c1...ck – «свойства» компонентов смеси, например, концентрация, температура и др., m1...mk – вклады этих компонентов в смесь; c(общ) – «свойство» смеси; m1+m2...mk масса смеси;
– задачи с расчетами по уравнениям последовательных реакций
(«стехиометрическим схемам»);
– задачи с расчетами по уравнениям параллельных реакций
(«на смеси»).
Первые два типа относятся к статическим, последние – к динамическим задачам. Такое деление несколько условно, но оно разложить по полочкам» иногда достаточно сумбурные условия и еще более сумбурные решения химических задач.
Материал первой части иллюстрирован задачами (как стандартными школьными, так и олимпиадными высокого уровня), которые можно решить, используя приведенные алгоритмы. Описываемые алгоритмы могут быть легко реализованы в простейших компьютерных программах.
Во второй части книги задачи сгруппированы по ключикам, намекам на решение. Внутри каждого раздела сначала идут простые задачи, затем более сложные. Решения задач, казавшихся авторам проблемными или наиболее общими, даны подробно, остальных – схематично (решение фактически представляет собой расширенный ответ). Авторы попытались обобщить принципы, которые используются при составлении «качественных» задач (в которых совсем не обязательно отсутствуют расчеты – но если расчеты в них есть, то они не играют ключевой роли), а также методы их решения.