1. Химия пәнінің математикамен пәнаралық байланысының маңыздылығын түсіндіріңіз Теңдеу 1. хLi + уO2 = zLi2O
мұндағы х, у, z – реакцияға қатысатын литий, оттек және литий оксидінің молекула сандарын көрсететін коэффициенттер. Ал, химияда коэффициентер ол бүтін сандар болуы керек.
Зат массасының сақталу заңы ережесі негізінде әрбір элемент үшін теңдеулер құрамыз:
а) Li үшін: х = 2z;
б) О үшін: 2у = z; у = 0,5z;
Осыдан:
2zLi + 0,5zO2 = zLi2O.
Бұдан қысқарту арқылы:
4Li + O2 = 2Li2O реакция теңдеуі алынады.
Химиялық реакцияға коэффициенттер қойылды, теңдеудің екі жағындағы элементтердің атом сандары теңесті, реакция теңдеуі құрылды.
Енді бірнеше айнымалылардан тұратын күрделірек мысалды қарастырып көрейік.
Теңдеу 2. хZn + уHNO3 (өте сұйылтылған) = zZn(NO3)2 + mNH4NO3 + nH2O
мұндағы х, у, z, m, n – реакцияға қатысатын мырыш, азот қышқылы, мырыш нитраты, аммоний нитраты және судың молекула сандарын көрсететін коэффициенттер.
Химиялық қосылыстарды құраушы элементтердің индекстерін ескере отырып, төменде кестеде көрсетілген 5 белгісізден тұратын жүйені құрастырамыз.
Zn
x=z
H
y=4m+2n
N
y=2z+2m
O
3y=6z+3m+n
Жүйені түрлендіру арқылы кестеде төмендегідей қатынастарды өрбітуге болады:
Zn
x=z
x=4m
H
y=4m+2n
6m=2n+2
y=10m
N
y=2z+2m
n/3=m
10m=2z+2m
z=4m
O
3y=6z+3m+n
y=2z+m+n/3
n/3=m
n=3m
Кестеден көрініп тұрғандай, x, y, z, n айналымдары m арқылы түрлендірілді.
Нәтижелерді химиялық реакция теңдеуіне қоюға болады:
4mZn + 10mHNO3 (өте сұйылтылған) = 4mZn(NO3)2 + mNH4NO3 + 3mH2O
Осыдан қысқарту арқылы:
4Zn + 10HNO3 (өте сұйылтылған) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.
Химиялық реакцияға коэффициенттер қойылды, теңдеудің екі жағындағы элементтердің атом сандары теңесті, реакция теңдеуі құрылды.
Жоғарыдағы мысалдардан көрінгендей кез-келген химиялық реакцияны математикалық әдіс көмегімен теңестіруге болады.
Төмендегідей бірнеше оң өзгерістерді байқауға болады:
- оқушылардың сабаққа қызығушылығы жоғарылайды;
- дарынды оқушылармен сабақ барысында тікелей жұмыс істеуге мүмкіндік туғызады;
- сыныпта оқушылардың түрлі қабілеттерін ескере отырып, диференциациялық оқыту әдісін жүзеге асыруға мүмкіндік береді;
- математика мен химия пәндері арасындағы байланысты қамтамасыз етуге ықпалы болады;
- «жүйе» термині бойынша оқушылардың концептуалды ойлауын кеңейтуге жол ашады;
- оқушылардың тапсырмаларды сыни көзқараспен ойлауын дамытады;
- химиялық реакцияларды теңестіру кезінде бірнеше белгісізден тұратын күрделі жүйелерді шешуде математикалық есептеу дағдылары біршама артады.
Бұл әдіс оқушыны пәнге қызықтыруда, оның химия жайлы түсінігі мен ойлау қабілетін арттыру мақсатына бағытталған.