1intclub (1intclub) wrote,
1intclub
1intclub

ХимМеры. Химия, педагогика и пачка сигарет.

Нет, вопреки тому, что Вы подумали, речь не пойдет о вреде курения. Тема будет совершенно иная, пачка сигарет в ней будет присутствовать, однако в совершенно неожиданном для Вас контексте). На всякий случай напоминаю, что рубрика "ХимМеры" выходит здесь каждую среду.
Итак, продолжая рассказы о своем опыте преподавания химии, могу сказать, что одним из наиболее сложных моментов для понимания школьниками наряду с разницей между простыми веществами и химическими элементами является понятие количества вещества и его единицы измерения - моль. Молодому ученику понятие моль часто кажется абсолютной абстракцией, которая, в отличие от килограмма или метра кубического, не имеет ничего общего с практикой. И часто даже если ученик в состоянии сказать, сколько грамм весит 1 моль такого-то вещества, он все равно не понимает смысл этой самой единицы измерения количества вещества. Сегодня я попробую чуть-чуть прояснить суть этого понятия, а если что-то будет непонятно, Вы спрашивайте в комментариях.
Итак, для чего было вообще введено понятие количества вещества? Дело в том, что вещества вступают в химические реакции в определенном соотношении молекул, а не, скажем, граммов. Так, например, в реакции
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
одна молекула серной кислоты (H2SO4) взаимодействует с двумя молекулами щелочи (NaOH). А ортофосфорная, например, кислота, взаимодействует с тремя молекулами щелочи и т.д. Таким образом, мы видим необходимость такой количественной величины, которая была бы напрямую связана с количеством молекул (или в более общем виде любых структурных единиц - атомов, ионов, радикалов и т.д.). Такой величиной стало количество вещества, а единицей измерения - моль. Естественно, возникает вопрос. А 1 моль - это сколько? Давайте для начала посмотрим, какой ответ на этот вопрос дает школьный учебник:
1 моль - это такое количество вещества, в котором содержится столько же молекул (атомов, ионов, радикалов), сколько их содержится в 12 граммах углерода. И приводится конкретное число молекул, содержащихся в 1 моле любого вещества - 6,02х1023. Думаю, пока из всего этого мало что понятно. Давайте разберем "по полочкам".
1 вывод. Какие бы вещества мы не взяли, в одном моль любого вещества содержится одинаковое количество молекул, несмотря на то, что сами эти молекулы у разных веществ разные и по составу, и по размеру, и по массе и т.д. Если мы возьмем этих веществ по 2 моль, то количества молекул в них будет также одинаковым, но вдвое большим, чем в 1 моль. Здесь, надеюсь, все понятно.
2 вывод. С ним обычно сложнее, и здесь мы вынуждены будем ввести такую непедагогическую иллюстрацию, как пачка сигарет. Однако по порядку. Сколько именно молекул содержится в 1 моль вещества? Ответ мы, вроде бы, уже знаем,
6,02х1023 молекул. Однако это огромное число часто мешает осознанию того, что это - всего лишь коэффициент пропорциональности. Давайте для начала поступим проще. Представим, будто 1 моль - это не 6,02х1023, а, например, 5 молекул. Все стало намного проще, не правда ли? 1 моль = 5 молекул. Все просто и понятно. Значит, в двух моль содержится 10 молекул, а в 100 моль - 500 молекул. При этом сами молекулы у разных веществ могут быть относительно большими, маленькими, легкими, тяжелыми, состоять из атомов одного или нескольких элементов, но их количество, независимо от вида, в 1 моле одного вещества строго определенно и равно 5. Т.е. "5" здесь - коэффициент пропорциональности. И если нам нужно взять не 1 моль, а 15 моль, то количество молекул будет 5х15=75.
Однако теперь давайте вспомним, что 1 моль = 5 молекул - это неправда. Мы всего лишь допустили это для простоты понимания. Теперь вспомним, что на самом деле в 1 моле не 5, а 6,02х1023 молекул. Тогда в 2 моль будет содержаться 2х6,02х1023 молекул, а в 5 моль - 5х6,02х1023 молекул. Таким образом, если мы берем в 5 раз большее количество вещества, в нем будет содержаться в 5 раз больше молекул - вот и вся сущность понятия "количество вещества" и "моль"!
Объясняя подобные вещи, принято приводить иллюстрации. И вот здесь нам как раз и пригодится пачка сигарет (хотя в официальной педагогике такие примеры не приветствуются). Сигареты бывают разные - белые и коричневые, с фильтром и без, классической длины и King Size, обычной толщины и Slim. Однако в пачке, как правило, всегда 20 сигарет. Так и с молекулами и понятием моль. Молекулы могут быть каким угодно разными, но в одном моль всегда 6,02х1023 молекул. Если мы возьмем блок (10 пачек) любых сигарет - в нем будет 10х20=200 сигарет. Если мы возьмем 10 моль любого вещества, в нем будет 10х6,02х1023=6,02х1024 молекул. К сожалению, более "педагогичную", и при этом настолько же удачную во всех отношениях иллюстрацию понятиям "молекула" и "моль", мне придумать пока не удалось.


Предыдущие выпуски:
1. Чим Оксиген відрізняється від кисню, или восполняем пробелы базового образования;
2. Все ли мы знаем о матрице?
3. Как определяют содержание золота в радиодеталях?
4. Что такое стандартные образцы?
5. Что такое хроматография, или как определяют красители?
6. Режем ножом металл. Это не реклама ножа - это химия!
7. Кристаллогидраты - что за зверь?
8. Как распознать фальшивое лекарство?

9. ТВ-сюжеты с сотрудниками нашей лаборатории на разные темы.
Tags: химия
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 25 comments