Учимся решать задачи на смеси органических веществ

А.В.НОВОСЕЛОВ,
учитель химии Белозерской средней школы
(с. Белозерское, Курганская обл.

Обобщение опыта преподавания органической химии в профильных биолого-химических классах

Одним из главных критериев усвоения химии как учебной дисциплины является умение учащихся решать расчетные и качественные задачи. В процессе преподавания в профильных классах с углубленным изучением химии это имеет особую актуальность, т. к. на всех вступительных экзаменах по химии предлагаются задачи повышенного уровня сложности. Наибольшую трудность при изучении органической химии вызывают задачи на определение количественного состава многокомпонентной смеси веществ, качественное распознавание смеси веществ и разделение смесей. Это связано с тем, что для решения таких задач необходимо глубоко понимать химические свойства изучаемых веществ, уметь анализировать, сравнивать свойства веществ разных классов, а также иметь хорошую математическую подготовку. Очень важный момент в обучении – обобщение сведений о классах органических веществ. Рассмотрим методические приемы формирования у учащихся умения решать задачи на смеси органических соединений.
Углеводороды

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]


Где какое вещество (качественный состав)?
Сколько вещества в растворе (количественный состав)?
Как разделить смесь?

ЭТАП 1. Обобщение знаний о химических свойствах углеводородов с помощью таблицы (табл. 1).

ЭТАП 2. Решение качественных задач.

Задача 1. Газовая смесь содержит этан, этилен и ацетилен. Как доказать присутствие в данной смеси каждого из газов? Напишите уравнения необходимых реакций.

Решение

При пропускании смеси через аммиачный раствор оксида серебра поглощается только ацетилен:

С₂Н₂ + Аg₂O = С₂Аg₂ + НОН.

Из оставшихся газов бромную воду будет обесцвечивать только этилен:

С₂Н₄ + Вr₂ = С₂Н₄Вr₂.

Третий газ – этан – горит:

2С₂Н₆ + 7О₂ = 4СО₂ + 6Н₂О.

Таблица 1
Химические свойства углеводородов

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Задача 2. Выделите в чистом виде компоненты смеси, состоящей из ацетилена, пропена и пропана. Напишите уравнения необходимых реакций.

Решение

При пропускании смеси через аммиачный раствор оксида серебра поглощается только ацетилен:

С₂Н₂ + Аg₂O = С₂Аg₂ + НОН.

Для регенерации ацетилена полученный ацетиленид серебра обрабатывают соляной кислотой:

С₂Аg₂ + 2НСl = С₂H₂ + 2AgCl.

При пропускании оставшихся газов через бромную воду поглотится пропен:

С₃Н₆ + Br₂ = С₃H₆Br₂.

Для регенерации пропена полученный дибромпропан обрабатывают цинковой пылью:

С₃Н₆Вr₂ + Zn = С₃Н₆+ ZnBr₂.

ЭТАП 3. Решение расчетных задач.

Задача 3. Известно, что 1,12 л (н.у.) смеси ацетилена с этиленом в темноте полностью связывается с 3,82 мл брома ( [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]= 3,14 г/мл). Во сколько раз уменьшится объем смеси после пропускания ее через аммиачный раствор оксида серебра?

Решение

С бромом реагируют оба компонента смеси. Составим уравнения реакций:

С₂Н₄ + Br₂ = С₂Н₄Вr₂,

С₂Н₂ + 2Вr₂ = С₂Н₂Вr₄.

Обозначим количество вещества этилена через х моль, а количество вещества ацетилена через
y моль. Из химических уравнений видно, что количество вещества реагирующего брома будет в первом случае х моль, а во втором – 2y моль. Количество вещества газовой смеси:

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]