ი.ა.ტიულკოვი, ო.ვ. არხანგელსკაია მ.ვ. პავლოვა

ქიმიის ოლიმპიადის მოსამზადებელი სისტემა

ლექციები 5–8

პედაგოგიური უნივერსიტეტი "პირველი სექტემბერი"

იგორ ალექსანდროვიჩ ტიულკოვი, ოლგა ვალენტინოვნა არხანგელსკაია, მარია ვიაჩესლავოვნა პავლოვა

კურსის მასალები "ოლიმპიადებისთვის მომზადების სისტემა ქიმიაში": ლექციები 5–8. - მ .: პედაგოგიური უნივერსიტეტი "პირველი სექტემბერი", 2009. - 96გვ.

სასწავლო დამხმარე საშუალება

რედაქტორი O.G. ბლოხინი

კომპიუტერის განლაგება დ.ვ. კარდანოვსკი

ხელმოწერილია გამოსაქვეყნებლად 17.06.2009წ.

ფორმატი 60×90/16. შრიფტი "Times New Roman".

Ოფსეტური ბეჭდვა. პეჩ. ლ. 6.0 ტირაჟი 200 ეგზემპლარი. Შეკვეთის ნომერი.

პედაგოგიური უნივერსიტეტი „პირველი სექტემბერი“, ქ. კიევსკაია, 24, მოსკოვი, 121165 http://edu.1september.ru

ი.ა. ტიულკოვი, 2008 O.V. არხანგელსკაია, 2008 მ.ვ. პავლოვა, 2008 წ

პედაგოგიური უნივერსიტეტი „პირველი სექტემბერი“, 2008 წ

ლექცია No1. ოლიმპიადის მოძრაობის ძირითადი მიზნები და ამოცანები თანამედროვე განათლების კონტექსტში რუსეთში. ქიმიის ისტორია

1 რომელსაც ოლიმპიადის მოძრაობა რუსეთში. ქიმიური ოლიმპიადებისა და შემოქმედებითი შეჯიბრებების სისტემა რუსეთში. ქიმიური ოლიმპიადების როლი განათლებასა და მეცნიერებაში.

ლექცია No2. ოლიმპიადების მომზადებისა და ჩატარების მეთოდები სხვადასხვა დონეზე. ქიმიის ოლიმპიადების ორგანიზება: პრო-

1 სტოგო კომპლექსამდე. ოლიმპიადების ორგანიზების მოსამზადებელი, ძირითადი და დასკვნითი ეტაპები. ოლიმპიადის მსახიობთა სისტემა, მათი როლი.(ტიულკოვი ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ.)

ლექცია No3. ოლიმპიადის ამოცანების შინაარსის კონცეპტუალური საფუძველი

დაჩები. ქიმიის ოლიმპიადების სხვადასხვა ეტაპის შინაარსის სავარაუდო პროგრამა: მკაცრი საზღვრები თუ მომზადების სახელმძღვანელო?

1 ოლიმპიადის ამოცანების კლასიფიკაცია. ქიმიის ოლიმპიადის ამოცანები: სცენიდან ეტაპამდე, ტურიზმიდან.(ტიულკოვი ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ.)

ტესტი No1

ლექცია No4

1 კონვერტაცია. პრობლემების კლასიფიკაცია ტრანსფორმაციის სქემებთან. ოლიმპიადის პრობლემების გადაჭრის ტაქტიკა და სტრატეგია "ჯაჭვ-

კამი." (ტიულკოვი ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ., პავლოვა მ.ვ.)

ლექცია No5. ამოცანების ამოხსნის ხერხები ფიზიკურ ქიმიაში (1) ამოცანები

2 თერმოქიმიაში.დავალებები „ენტროპიის“ და „ენერგიის“ ცნებების გამოყენებით

გია გიბსი". (ტიულკოვი ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ., პავლოვა მ.ვ.)

ლექცია No6. ამოცანების ამოხსნის ხერხები ფიზიკურ ქიმიაში (2).

ამოცანები ქიმიურ წონასწორობაზე. ამოცანები კინეტიკაზე. (ტიულკოვი

2 ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ., პავლოვა მ.ვ.)

ტესტი No2

ლექცია No7. ცდების განხორციელების მეთოდოლოგიური მიდგომები

2 დავალება. ექსპერიმენტული რაუნდის ამოცანების კლასიფიკაცია. ექსპერიმენტის წარმატებით განხორციელებისთვის აუცილებელი პრაქტიკული უნარ-ჩვევები

გონებრივი ამოცანები.(ტიულკოვი ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ., პავლოვა მ.ვ.)

ლექცია No8. კოლიმპიადებისთვის სკოლის მოსწავლეების მომზადების მეთოდოლოგიური პრინციპები. თანამედროვე პედაგოგიური ტექნოლოგიების გამოყენება სხვადასხვა დონის კოლიმპიადების მომზადებისას ოლიმპიადებში მომზადებისა და მონაწილეობის ტაქტიკა და სტრატეგია. ორგანიზაციული

2 მეთოდური მუშაობამენტორი მასწავლებელი. ოლიმპიადის ამოცანების შედგენის მეთოდური მიდგომები ოლიმპიადები როგორც მასწავლებელ-მენტორების კვალიფიკაციის ამაღლების საშუალება ინტერნეტ კომუნიკაციისა და მასმედიის როლი პედაგოგიური გამოცდილების გაცვლაში. (ტიულკოვი ი.ა., არხანგელსკაია ო.ვ., პავლოვა მ.ვ.)

საბოლოო სამუშაო

ლექცია #5

ფიზიკურ ქიმიაში ამოცანების გადაჭრის მეთოდები (1)

პრობლემები თერმოქიმიაში

ნებისმიერ ქიმიურ რეაქციას თან ახლავს ენერგიის შეწოვა ან განთავისუფლება (ΔΕ), ამ ენერგიას ჩვეულებრივ უწოდებენ "რეაქციის სითბურ ეფექტს". გამარტივებული ფორმით, შეიძლება წარმოიდგინოთ, რომ ენერგიის ცვლილება ხდება იმის გამო, რომ დროს ქიმიური რეაქციის შედეგად, საწყის ნივთიერებებში ქიმიური ბმები იშლება (სანამ ენერგია შეიწოვება) და რეაქციის პროდუქტებში წარმოიქმნება ახალი ქიმიური ბმები (როდესაც ენერგია გამოიყოფა გარე გარემოში). თუ ქიმიური ბმების გაწყვეტაზე დახარჯული ენერგია მეტია, ვიდრე ახალი ქიმიური ბმების წარმოქმნის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია, რეაქცია მიმდინარეობს ენერგიის შთანთქმით, პირიქით, ენერგიის გამოყოფით.

ენერგია, რომელიც თან ახლავს ქიმიურ რეაქციებს, შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა ფორმები.

	ცხრილი 1
გამოთავისუფლებული ენერგიის სახეები
ქიმიური განტოლება	ენერგიის ტიპი
NaOH (ხსნარი) + HCl (ხსნარი) =	თერმული
NaCl (ხსნარი) + H2 O (ლ.)
Mg (მყარი) + 1 / 2O2 (გ) \u003d MgO (მყარი)	თერმული და მსუბუქი
	თერმული და მექანიკური (წარმოება-
	ხდება რეაქციის მოცულობის შემცირება
NH3 (გ) + HCl (გ) = NH4 Cl (მყარი)	onnoysystem: ორი გაზიდან -
	ny ნივთიერება გამოდის მყარი
	ნივთიერება), გარემო
	მუშაობს სისტემაზე

	ქიმიური განტოლება		ენერგიის ტიპი
			თერმული და მექანიკური (წარმოშობა-
	Zn (მყარი) + 2HCl (ხსნარი) =		ხდება სისტემის მოცულობის ზრდა
			ჩვენ იმიტომ აირისებრი
	ZnCl2 (ხსნარი) + H2 (გ)
			ნივთიერება), სისტემა ასრულებს
			მუშაობა გარემოზე
	Zn (მყარი) + Cu (ხსნარი) =		ელექტრო და თერმული
	Zn (ხსნარი) + Cu (მყარი)

რეაქციას, რომელსაც თან ახლავს გარემოში სითბოს გამოყოფა, ეწოდება ეგზოთერმულირეაქცია. რეაქციას, რომელსაც თან ახლავს გარემოდან სითბოს შეწოვა, ეწოდება ენდოთერმულირეაქცია.

ჯოული (J) არის სითბოს გაზომვის ძირითადი ერთეული ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI). ძველ ნამუშევრებში საზომი ერთეულის სახით ასევე გვხვდება 4,184 J-ის ტოლი კალორია, რომელიც დღესდღეობით შენარჩუნებულია როგორც გარე სისტემის ერთეული თანამედროვე სამუშაოების შედეგების ასობით წლის განმავლობაში დაგროვილ ექსპერიმენტულ და საცნობარო მონაცემებთან შესადარებლად.

ქიმიური რეაქციის განტოლება, რომელშიც მითითებულია რეაქციის ენერგეტიკული (ჩვეულებრივ თერმული) ეფექტი ნივთიერების გარკვეულ რაოდენობაზე (ისევე როგორც სხვა ფაქტორებზე, რომლებზეც ეს ეფექტი დამოკიდებულია), ე.წ. თერმოქიმიური რეაქციის განტოლება.

მეცნიერებას, რომელიც სწავლობს ქიმიური რეაქციების თერმულ ეფექტებს, ეწოდება თერმოქიმია. ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება ქიმიური რეაქციის დროს.

in სითბოს ფორმა (ან მექანიკური სამუშაო, რომელიც ასევე გარდაიქმნება

in საბოლოოდ გადადის თერმული ენერგია).

რეაქციის თერმული ეფექტი, რომელიც იზომება მუდმივ წნევაზე, აღინიშნება როგორც Q p, ( თერმოქიმიურიაღნიშვნა) ან H p-tion (რეაქციის ენთალპია - თერმოდინამიკურიდანიშნულება).

Q p \u003d - H p-tion.

	ლექცია #5
რეაქციის სიცხე ტოლია ამ რეაქციის ენთალპიის, საპირისპიროდ აღებული
შემდეგში ჩვენ გამოვიყენებთ აღნიშვნა Q-ს ნაცვლად
შემდეგ Q p, რადგან მხოლოდ რეაქციები ხდება
	მუდმივი წნევა
	ეგზოთერმული
	რეაქციები მიმდინარეობს
	სითბოს გათავისუფლება
	სისტემები გარემოში
	გარემო (ნახ. 1):
	Q > 0, H p-tion< 0.
	მაგალითად, მწუხარება -
	ქვანახშირის მოპოვება:
ბრინჯი. 1. სისტემის ენთალპია მცირდება,	C + O2 = CO2.
ენერგია გამოიყოფა სისტემიდან გარემოში	ენდოთერმული
ΔH p-tion< 0
	რეაქციები მიმდინარეობს
	სითბოს შთანთქმა
	სისტემის იზო-გარემო
	გარემო (ნახ. 2):
	ქ< 0, H р-ции > 0.

ენდოთერმული რეაქციები მოიცავს ზოგიერთ დაშლის რეაქციას, მაგალითად:

ბრინჯი. 2. სისტემის ენთალპია იზრდება, სისტემა იღებს ენერგიას გარე გარემოდან, ΔH p-tion > 0

CaCO3 = CaO + CO2,

აზოტის ჟანგბადთან ურთიერთქმედების ყველა რეაქცია და ა.შ.

ფიზიკურ ქიმიაში ამოცანების გადაჭრის მეთოდები (1)

ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციის თერმულ ეფექტზე:

1) რეაგენტების ბუნება;

2) რეაგენტების რაოდენობა;

3) ნივთიერებების საერთო მდგომარეობა;

4) ნივთიერებების ალოტროპული ან პოლიმორფული მოდიფიკაციები. პირველი ორი ფაქტორი, ჩვენი აზრით, აშკარაა.

მდგომარეობები და ალოტროპული მოდიფიკაციები ილუსტრირებულია შემდეგი მაგალითებით.

1) მარტივი ნივთიერებებისგან H ფორმულის მქონე ნაერთების მიღება 2 O

in სხვადასხვა აგრეგატული მდგომარეობა (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. ენერგეტიკული დიაგრამა მარტივი ნივთიერებებისგან წყლის მისაღებად:

∆H1 არის წყლის წარმოქმნის რეაქციის ენთალპია აირისებრ მდგომარეობაში; ∆H2 არის თხევადი წყლის წარმოქმნის რეაქციის ენთალპია; ∆H3 არის კრისტალურ მდგომარეობაში წყლის წარმოქმნის რეაქციის ენთალპია; ∆H4 არის წყლის აორთქლების (კონდენსაციის) ენთალპია; ∆H5 არის დნობის (კრისტალიზაციის) ენთალპია.

tion) წყალი; ∆Н6 – ყინულის სუბლიმაციის ენთალპია

			ლექცია #5
თერმოქიმიური განტოლებები:
	(ზ) + 1/2O2	(გ) = H2 O (გ) + 242 კჯ;
	(ზ) + 1/2O2	(გ.) = H2 O (ლ.) + 286 კჯ;
	(ზ) + 1/2O2	(გ.) \u003d H2 O (ტვ.) + 292 კჯ.

მოცემული მონაცემები ნათლად აჩვენებს აგრეგაციის მდგომარეობის გავლენას რეაქციის თერმულ ეფექტზე:

Q1< Q 2 < Q 3.

2) გრაფიტისა და ალმასის წვა, რის შედეგადაც ერთი

და იგივე ნივთიერება არის ნახშირორჟანგი (სურ. 4).

ბრინჯი. 4. გრაფიტისა და ალმასის წვის ენერგეტიკული დიაგრამა:

∆H1 არის CO 2-ის წარმოქმნის ენთალპია (გ), რიცხობრივად უდრის გრაფიტის წვის ენთალპიას; ∆H2 არის ალმასის წვის ენთალპია (არ უდრის CO 2 (გ) წარმოქმნის ენთალპიას, ვინაიდან ნახშირბადის სტანდარტული მდგომარეობა არ არის ბრილიანტი, არამედ გრაფიტი); ∆H3 არის ენთალპია

ფაზის გარდამავალი გრაფიტი-ბრილიანტი

თერმოქიმიური განტოლებები:

C (ალმ.) + O2 (გ.) = CO2 (გ.) + 395 კჯ;

C (გრ.) + O2 (გ.) = СO2 (გ.) + 393 კჯ.

ფიზიკურ ქიმიაში ამოცანების გადაჭრის მეთოდები (1)

კიდევ ერთხელ გახსოვდეთ, რომ –∆ H p-tions = Q.

ნივთიერების წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია (∆H arr) არის მარტივი ნივთიერებებისგან 1 მოლი ნივთიერების წარმოქმნის რეაქციის ენთალპია სტანდარტულ მდგომარეობაში სტანდარტულ პირობებში (წნევა 101 325 Pa, ტემპერატურა 298 K) ყველა ნივთიერება. სტანდარტულ პირობებში არიან ყველაზე სტაბილურ მდგომარეობაში. მაგალითად, ჟანგბადის, წყალბადის, აზოტის ასეთი სტაბილური მდგომარეობა არის აირისებრი, ნახშირბადისთვის ეს არის გრაფიტი, გოგირდისთვის ეს არის რომბის მოდიფიკაცია, წყლისთვის ეს არის თხევადი მდგომარეობა, მარილების უმეტესობისთვის ეს არის მყარი კრისტალური მდგომარეობა და ა.შ.

სტანდარტულ პირობებში მარტივი ნივთიერების წარმოქმნის ენთალპია სტანდარტულ პირობებში ნულია.

თუ ნივთიერების ∆ H arr არის ნულზე ნაკლები, ეს ნიშნავს, რომ ენერგია გამოიყოფა ამ ნივთიერების წარმოქმნის დროს. ამიტომ, ენერგია უნდა დაიხარჯოს ამ ნაერთის განადგურებაზე. რაც უფრო მეტი ენერგია გამოიყოფა ნივთიერების წარმოქმნის დროს, მით უფრო თერმოდინამიკურად სტაბილურია ის, როგორც წესი.

მრავალი ნივთიერების წარმოქმნის ენთალპიები მოცემულია სპეციალურ საცნობარო წიგნებში.

ნივთიერების წვის სტანდარტული ენთალპია არის წვის რეაქციის ენთალპია (∆H დამწვრობა ) 1 მოლი ნივთიერება აირისებრ ჟანგბადში ზე p (O 2 ) = 1 ბარი. ნახშირწყალბადის კალორიული ღირებულება, თუ სხვა რამ არ არის აღნიშნული, შეესაბამება ნახშირბადის დაჟანგვას CO-მდე. 2 (გ.), წყალბადი H 2 ოჰ (ფ.). სხვა ნივთიერებებისთვის, ჩვეულებრივ, თითოეულ შემთხვევაში მიეთითება მიღებული პროდუქტები. მაგალითად, შემდეგი თერმოქიმიური განტოლებები შეიძლება დაიწეროს:

CH3 OH (ლ.) + 1.5O2 (გ.) \u003d CO2 (გ.) + 2H2 O (ლ.) + 726 კჯ;

C2 H5 Cl (გ.) + 3O2 (გ.) = 2CO2 (გ.) + HCl (გ.) +

2H2 O (ლ.) + 685 კჯ;

FeS(მყარი) + 1.75O2 (გ) = 0.5Fe2 O3 (მყარი) + SO2 (გ) + 828 კჯ;

CH3 NH2 (გ.) + 2.25O2 (გ.) = CO2 (გ.) + 2.5H2 O (ლ.) + + 0.5N2 (გ.) + 1768.5 კჯ.

	ლექცია #5

კიდევ ერთხელ ხაზს ვუსვამთ, რომ მეთანოლის, ქლოროეთანის, რკინის(II) სულფიდის და მეთილამინის წვის ენთალპიებია შესაბამისად –726, –685, –828, –1768,5 კჯ.

ჩვეულებრივ, სკოლის მოსწავლეები და სტუდენტებიც კი დიდი სირთულეებით სწავლობენ ნივთიერებების წარმოქმნისა და წვის ენთალპიების განმარტებებს. ამ ბარიერის მოსაშორებლად სასარგებლოა მიმართოთ a-ს აგების ალგორითმს

ლენია.მაგალითად განსაზღვრისასნივთიერების წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია უპასუხეთ შემდეგ წამყვან კითხვებს.

1) რა რეაქციის ენთალპია?

(ქიმიური წარმოქმნის რეაქცია.)

2) რამდენი ნივთიერება უნდა წარმოიქმნას ამ რეაქციის დროს?

3) რისგან შედგება ეს ნივთიერება?

(მარტივი ნივთიერებებისგან.)

4) რა მდგომარეობაში უნდა იქნას მიღებული საწყისი მასალები?

(სტანდარტულ შტატებში.)

5) რა პირობებში უნდა მიმდინარეობდეს რეაქცია?

(სტანდარტულ პირობებში.)

დასმულ კითხვებზე თანმიმდევრული პასუხები ემატება განმარტებას. ნივთიერების წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია (∆ H arr) არის სტანდარტულ პირობებში მიღებული მარტივი ნივთიერებებისგან 1 მოლი ნივთიერების წარმოქმნის ქიმიური რეაქციის ენთალპია. ანალოგიურად, „აშენებულია“ ნივთიერების წვის, ფაზის ან ალოტროპული გადასვლის რეაქციების ენთალპიის განმარტებები, ქიმიური ბმის ფორმირება და ა.შ.

აირჩიეთ რეაქციის განტოლება, რომლის ენთალპია ტოლი იქნება სპილენძის(II) სულფიტის წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპიისა (CuSO3):

ა) Cu (at.) + S (at.) + 3O (at.) \u003d CuSO3 (მყარი); ბ) CuO (მყარი) + SO2 (გ) = CuSO3 (მყარი);

გ) Cu (მყარი) + S (რომბი) + 1.5O2 (გ) = CuSO3 (მყარი); დ) 2Cu (მყარი) + 2S (რომბი) + 3O2 (გ) \u003d 2CuSO3 (მყარი).

• ლუნინი ვალერი ვასილიევიჩი(თავმჯდომარე) - პროფესორი, მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის დეკანი. მ.ვ. ლომონოსოვი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი
• არხანგელსკაია ოლგა ვალენტინოვნა (თავმჯდომარის მოადგილე) - მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• ერემინ ვადიმ ვლადიმროვიჩი
• ტიულკოვი იგორ ალექსანდროვიჩი- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, პედაგოგიურ მეცნიერებათა კანდიდატი
• ტერენინი ვლადიმერ ილიჩი- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიური ფაკულტეტის პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიურ მეცნიერებათა დოქტორი
• ჟიროვი ალექსანდრე ივანოვიჩი
• ლებედევა ოლგა კონსტანტინოვნა- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. ლომონოსოვი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• რეშეტოვა მარინა დიმიტრიევნა- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიური ფაკულტეტის უფროსი მეცნიერ თანამშრომელი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• ტრუშკოვი იგორ ვიქტოროვიჩი- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• ბაჩოვა ანა ვლადიმეროვნა- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• გლადილინი ალექსანდრე კირილოვიჩი- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიური ფაკულტეტის პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიურ მეცნიერებათა დოქტორი
• ემელიანოვი ვიაჩესლავ ალექსეევიჩი- უფროსი მეცნიერ თანამშრომელი, ნოვოსიბირსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის დეკანის მოადგილე, ქიმიურ მეცნიერებათა კანდიდატი.
• ზლოტნიკოვი ედუარდ გრიგორიევიჩი- რუსეთის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტის ქიმიური ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. ა.ი. ჰერცენი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• კოსმინინი ვასილი ვასილიევიჩი- ბელგოროდის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი, ქიმიურ მეცნიერებათა კანდიდატი.
• ლენსონი ილია აბრამოვიჩი- მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ასოცირებული პროფესორი. მ.ვ. ლომონოსოვი, ქიმიის მეცნიერებათა კანდიდატი
• მედვედევი იური ნიკოლაევიჩი- ასოცირებული პროფესორი, მოსკოვის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის დეკანის მოადგილე, ქიმიურ მეცნიერებათა კანდიდატი.
• რეუტოვი ვლადიმერ ალექსეევიჩი- პროფესორი, შორეული აღმოსავლეთის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიური ფაკულტეტის ქიმიური ტექნოლოგიის კათედრის გამგე, ქიმიურ მეცნიერებათა დოქტორი.
• სამორუკოვა ოლგა ლეონიდოვნა- რუსეთის ქიმიურ-ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორი. DI. მენდელეევი, ქიმიურ მეცნიერებათა კანდიდატი (შეთანხმებით)

480 რუბლი. | 150 UAH | $7.5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> ნაშრომი - 480 რუბლი, მიწოდება 10 წუთი 24 საათი დღეში, კვირაში შვიდი დღე და არდადეგები

240 რუბლი. | 75 UAH | $3,75 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Abstract - 240 რუბლი, მიწოდება 1-3 საათი, 10-19 (მოსკოვის დროით), კვირის გარდა

ტიულკოვი იგორ ალექსანდროვიჩი. ზოგადი ქიმიის კურსის შესწავლა ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორზე: დის. ... კანდი. პედ. მეცნიერებები: 13.00.02: მოსკოვი, 2001 177 გვ. RSL OD, 61:02-13/833-6

შესავალი

თავი 1. ზოგადი ქიმიის კურსი უმაღლესი და საშუალო სკოლების ქიმიური განათლების სისტემაში.

1.1 უნივერსიტეტებსა და საშუალო სკოლებში შესწავლილი ზოგადი ქიმიის კურსების შინაარსის ანალიზი 8

1.2. ქიმიური თერმოდინამიკა ზოგადი ქიმიის კურსში 19

1.3. ზოგადი ქიმიის სწავლების მეთოდები უნივერსიტეტებში 24

1.4. სემინარი ზოგადი ქიმიის სტუდენტების სწავლების სისტემაში. უნივერსიტეტში ზოგად ქიმიაში სემინარების ჩატარების მეთოდოლოგიური მიდგომები და მათი დასაბუთება 29

1.5. კომპიუტერის როლი სასწავლო პროცესში სემინარზე ზოგადი ქიმიის სწავლებაში 34

1.6. სემინარებზე სტუდენტების სწავლის შედეგების კონტროლი და დიაგნოსტიკა...39 თავი 2. სემინარებზე ზოგადი ქიმიის სტუდენტების სწავლების კონცეფციის ჩამოყალიბება ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორზე 46.

2.1. 46

2.2. სემინარების აგება ზოგად ქიმიაში ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორი 49

თავი 3

3.1 ქიმიურ თერმოდინამიკაზე სემინარის ჩატარება სხვადასხვა მეთოდის გამოყენებით 57

3.2 ქიმიური თერმოდინამიკის სემინარის ეფექტურობის შეფასების მეთოდოლოგია

3.3 ტრენინგის სამი ვარიანტის შედეგების შედარება 65

3.5. ზოგად ქიმიაში სემინარების ჩატარების მეთოდოლოგიის შესწავლა ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორზე 69

3.6. ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემური ფაქტორის საფუძველზე ზოგად ქიმიაში სემინარების ეფექტურობის შესწავლისა და შედეგების განხილვის შედეგები 73

ლიტერატურა 94

განაცხადები 108

დანართი 1. ქიმიური თერმოდინამიკის შინაარსი ზოგად ქიმიაში პროგრამებში დანართი 2. ზოგად ქიმიაში პროგრამების ანალიზში გამოვლენილი ინტერდისციპლინარული ურთიერთობები 111

დანართი 3. ქიმიური თერმოდინამიკის ტესტი 112

დანართი 4. სემინარის გეგმები 144

დანართი 5. გარკვევითი კვლევის ამოცანების შესრულების შედეგები 1998/1999 წწ.

და 1999/2000 სასწავლო წლები 148

დანართი 6. მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის გეოგრაფიის, გეოლოგიის ფაკულტეტისა და ფუნდამენტური მედიცინის ფაკულტეტის სტუდენტების კოლოკვიუმური დავალების მაგალითები და კოლოკვიუმური დავალების შედეგები 153

დანართი 7. მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის გეოგრაფიული, გეოლოგიური ფაკულტეტებისა და ფუნდამენტური მედიცინის ფაკულტეტის სტუდენტების მიერ დასკვნითი სამუშაოს დავალებების შედეგები 170

სამუშაოს შესავალი

უმაღლესი განათლება მიმართულია ფართო პროფილის სპეციალისტების მომზადებაზე, რომლებსაც შეუძლიათ მუდმივი შემოქმედებითი ძიება და ახალი ცოდნის შეძენა. ზოგადი ქიმიის სწავლების ძირითადი ამოცანებია:

ზოგად ქიმიაში თეორიული ცოდნის მყარი საფუძვლის შექმნა, რომელიც აუცილებელია შესაბამისი სპეციალობების (ფიზიკური, ანალიტიკური, კოლოიდური, ორგანული ქიმია და ა.შ.) სასწავლო გეგმით გათვალისწინებული სხვა ქიმიური დისციპლინების წარმატებით შესასწავლად, აგრეთვე რიგი აკადემიური მეცნიერებების. ქიმიასთან დაკავშირებული დისციპლინები (ჰიდროლოგია, მეტეოროლოგია, კრისტალოგრაფია, ეკოლოგია, ბიოქიმია, ბიოფიზიკა და ა.შ.)

სტუდენტების მეცნიერული აზროვნების მეთოდების ფორმირება ცოდნის შევსებისა და გამოყენების მიზნით კვლევის პრობლემების გადაჭრაში.

სწავლების დღევანდელ პრაქტიკაში ზოგად ქიმიაში სემინარების კურსი აგებულია ხაზობრივად. ანალოგიურად სტრუქტურირებულ კურსში ცალკეული თემები ქმნიან თემების უწყვეტ თანმიმდევრობას (ქიმიური თერმოდინამიკა, კინეტიკა, წონასწორობა არაელექტროლიტების და ელექტროლიტების ხსნარებში და ა.შ.), რომლებიც მუშავდება ერთხელ ტრენინგის დროს. პრეზენტაციის ასეთი სტრუქტურით, წინა სემინარებზე სტუდენტების მიერ სათანადოდ შეძენილი ცოდნა ვერ იქნება სრულად გამოყენებული შემდგომი თემების შესწავლისას, რაც ნიშნავს, რომ ტრენინგის ეფექტურობა მცირდება. ყოველი მომდევნო თემის შესწავლისას მოსწავლეებმა აქტიურად უნდა გამოიყენონ ადრე მიღებული ცოდნა. თუმცა ეს არ ხდება ზემოთ აღწერილი მიზეზის გამო და ასევე სტუდენტების დაბალი მოტივაციის გამო ზოგადი ქიმიის კურსის შესასწავლად. ნეგატიურ როლს თამაშობს ასევე სემინარების თემების დაბალი კავშირი. ხშირად თემების თანმიმდევრობა ისტორიულად დგინდება ან თვითნებურად ირჩევს უნივერსიტეტს, მასწავლებლები ხშირად არ უხსნიან სტუდენტებს საბუნებისმეტყველო კათედრაზე ქიმიის შესწავლის მიზნებს და არ უჩვენებენ ქიმიის შესწავლის პერსპექტივებს. არ არის გამოვლენილი ინტერდისციპლინური კავშირები ქიმიასა და მათ ფაკულტეტზე ან ნაკადში სტუდენტების მიერ შესწავლილ საგნებს შორის. შედეგად, მოსწავლეთა ცოდნა ქიმიის შესახებ ფორმალურ ხასიათს იძენს. ეს გამოიხატება იმაში, რომ:

ცოდნა ყალიბდება მასალის დამახსოვრებით მისი გამოყენების გარეშე.
ნია.

არ არსებობს შეძენილი ცოდნის კორელაცია წინა იდეებთან და
ცნებები (შეინიშნება ცოდნის ე.წ. იზოლაცია).

ამრიგად, მთავარი პრობლემაკვლევა მდგომარეობს ზოგად ქიმიაში ცოდნის ფორმალობაში, უნივერსიტეტების არაქიმიური საბუნებისმეტყველო სპეციალობების სტუდენტებში. ზოგად ქიმიაში სემინარების კურსის ტრადიციული აგება და სწავლებაში გამოყენებული მეთოდები არ უწყობს ხელს ზოგადი ქიმიის ცნობიერი და სისტემატური ცოდნის ჩამოყალიბებას უნივერსიტეტში ქიმიის შემდგომი შესწავლისთვის.

4 ამ პრობლემის გადაწყვეტა მდგომარეობს ქიმიის სწავლებისადმი მიდგომის შემუშავებაში, დაფუძნებული

რაც გულისხმობს კურსის სხვადასხვა განყოფილებებს შორის ურთიერთობების განმტკიცებას. ეს შესაძლებელია ზოგადი ქიმიის კურსის ფუნდამენტური მონაკვეთის, როგორც ხერხემლის ფაქტორის გამოყენებისას. ქვეშ სისტემის ფორმირების ფაქტორიჩვენ გვესმის თეორიების, კანონებისა და კონცეფციების სისტემა, რომელიც აკავშირებს სექციებს ერთ კურსად.

თერმოდინამიკა არის უნივერსიტეტის ზოგადი ქიმიის კურსის ერთ-ერთი ფუნდამენტური განყოფილება. ხშირად საბუნებისმეტყველო საგნების არაქიმიური სპეციალობების სტუდენტების მომზადება ამ განყოფილებით იწყება. ენერგეტიკული ცვლილებები ქიმიური პროცესების შინაგანი არსია, რაც მათი კურსის ნიმუშის უფრო ღრმა გაგების საშუალებას იძლევა.

რაც შეეხება შესაბამისიშემოთავაზებულია ზოგად ქიმიაში სემინარების ჩატარების მეთოდოლოგიის შემუშავება ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემურ ფაქტორზე.

შესაბამისობა განპირობებულია:

ზოგად ქიმიაში ცოდნის ფორმალიზმის აღმოფხვრის აუცილებლობა უნივერსიტეტების საბუნებისმეტყველო სპეციალობების სტუდენტებს შორის;

უმაღლეს სასწავლებლებში მომწიფებული პირობები სისტემური ფაქტორის საფუძველზე ზოგადი ქიმიის კურსის ასაგებად;

ცუდი განვითარება ქიმიის სწავლების მეთოდოლოგიაში, სისტემური ფაქტორების საფუძველზე ზოგადი ქიმიის სემინარების კურსის აგების ამოცანის შესახებ.

მუშაობის მთავარი იდეაარის ზოგად ქიმიაში სემინარების კურსის შინაარსის გადახედვა და ზოგადი ქიმიის სწავლების ახალი მეთოდოლოგიური მიდგომის შემუშავება ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორზე.

შესწავლის ობიექტი: უნივერსიტეტების საბუნებისმეტყველო ფაკულტეტებზე ზოგადი ქიმიის სწავლების პროცესი.

კვლევის საგანი:ზოგადი ქიმიის სემინარების კურსის სტრუქტურა თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორზე.

სამიზნეამ კვლევაში შემუშავებულია ქიმიურ თერმოდინამიკაზე დაფუძნებული, როგორც სისტემური ფაქტორის, საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების არაქიმიური სპეციალობების სტუდენტებისთვის ზოგადი ქიმიის სწავლების შინაარსი და ორგანიზაცია.

ამ ნაწარმოებში იგი წამოაყენეს ჰიპოთეზა,რომ ქიმიურ თერმოდინამიკაში ცოდნის მყარი საფუძვლის ჩამოყალიბება, ზოგადი ქიმიის სემინარების სისტემის აგება ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორზე დაფუძნებული, ქიმიური თერმოდინამიკის მონაკვეთის ურთიერთობის იდენტიფიცირება დანარჩენთან. ამ კურსის სექციები და სხვა საბუნებისმეტყველო დისციპლინებთან ერთად, საშუალებას მისცემს სტუდენტებს გააცნობიერონ ზოგადი ქიმია, როგორც ინტეგრალური სისტემა, რომელიც მიმართულია:

* ზოგადი ქიმიის სისტემატური და შეგნებული ცოდნის მიღება;

მეცნიერული აზროვნების საფუძვლების ჩამოყალიბება.

მიზანი და ჰიპოთეზა განსაზღვრავს შემდეგს კვლევის მიზნები:

I. ჩაატარეთ დამადასტურებელი კვლევა:

ა) გააანალიზოს პედაგოგიური, მეთოდოლოგიური და სამეცნიერო ლიტერატურა თემაზე
შემდეგი;

ბ) გააანალიზოს სხვადასხვაში გამოყენებული სასწავლო გეგმები და სასწავლო გეგმები
ფაკულტეტები;

გ) ამოიცნონ მოსწავლეთა ცოდნის საწყისი დონე.

II.სემინარების კურსის აგების მეთოდურად გამართული კონცეფციის შემუშავება
კლასები onზოგადი ქიმია, რომელიც ეფუძნება ქიმიურ თერმოდინამიკას, როგორც ხერხემლის ფაკულტეტს
თორა.

III.კურსზე სემინარების ჩატარების მეთოდოლოგიური მიდგომის შემუშავება
კომბოსტოს ქიმია:

ა) ქიმიურ ბაზაზე აგებული სემინარების სისტემის შემუშავება ზოგად ქიმიაში
თერმოდინამიკა, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორი;

ბ) ქიმიური თერმოდინამიკის სემინარის ჩატარების მეთოდოლოგიის შემუშავება.

IV. შეამოწმეთ შემოთავაზებული მეთოდოლოგიური მიდგომის ეფექტურობა.
სანდოობა და ვალიდობამოწოდებული სამეცნიერო დებულებები და დასკვნები:

ფსიქოლოგიური მეცნიერების, ზოგადი და კონკრეტული დიდაქტიკის დასკვნებზე დაყრდნობა;

ამოცანების ადეკვატური კვლევის მეთოდების გამოყენებით.

ნაშრომში გამოყენებულია კვლევის შემდეგი მეთოდები: კვლევის პრობლემის შესახებ ფსიქოლოგიური და პედაგოგიური ლიტერატურის ანალიზი, კვლევისა და განმავითარებელი ექსპერიმენტის დადგენის მეთოდები, სისტემატური მიდგომა, პედაგოგიური კვლევის მეთოდები ჩამოყალიბებული ცოდნის დიაგნოსტიკისთვის სპეციალურად შემუშავებული ამოცანების გამოყენებით, ტესტირება, ხარისხობრივი და რაოდენობრივი. მოსწავლეთა პასუხების ანალიზი, მათემატიკური დამუშავების კვლევის შედეგები და მათი მეთოდოლოგიური ინტერპრეტაცია.

კვლევა ჩატარდა რამდენიმე ეტაპად (1996 - 2000 წწ.):

განმსაზღვრელი კვლევა, რამაც შესაძლებელი გახადა შესწავლილი პრობლემის მდგომარეობის თეორიული შესწავლა, მიზნების, საგნების, ამოცანების, კვლევის ჰიპოთეზის განსაზღვრა.

ზოგადი ქიმიის სემინარების კურსის აგების კონცეფციის შემუშავების თეორიული ეტაპი ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, როგორც ხერხემლის ფაქტორზე.

ქიმიურ თერმოდინამიკაზე სემინარის ეფექტურობის შესამოწმებლად პედაგოგიური ექსპერიმენტის ორგანიზებისა და ჩატარების ექსპერიმენტული ეტაპი. კვლევის ამ ეტაპის შედეგების ანალიზი და ინტერპრეტაცია.

წამოყენებული სამუშაო ჰიპოთეზის შესამოწმებლად პედაგოგიური ექსპერიმენტის ორგანიზებისა და ჩატარების ექსპერიმენტული ეტაპი.

დასკვნითი ეტაპია პედაგოგიური ექსპერიმენტის შედეგების ანალიზი და ინტერპრეტაცია, მთელი კვლევის შედეგების განზოგადება, სამეცნიერო დასკვნების ფორმირება.

სამეცნიერო სიახლე:

შეიქმნა ზოგად ქიმიაში სემინარებზე სტუდენტების სწავლების ახალი სისტემა, რომელიც ეფუძნება ქიმიურ თერმოდინამიკას, როგორც სისტემურ ფაქტორს.

შემოთავაზებული კურსის მეთოდოლოგიური მხარდაჭერისთვის შეიქმნა დიდაქტიკური მასალების ნაკრები (სემინარების გეგმები, ტესტირების კომპიუტერული პროგრამა ქიმიურ თერმოდინამიკაზე, ამოცანების ნაკრები შესავალი, შუალედური და საბოლოო კონტროლისთვის).

ნაშრომის თეორიული მნიშვნელობაშედგება ზოგადი ქიმიის სემინარების კურსის მეთოდოლოგიური საფუძვლების შექმნაზე, რომელიც აგებულია ქიმიური თერმოდინამიკის, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორის საფუძველზე. ამ მიდგომაზე დაფუძნებული კურსის აგების აუცილებლობა დასაბუთებულია.

სამუშაოს პრაქტიკული მნიშვნელობა:შემოთავაზებული მეთოდოლოგიური მიდგომა ზოგად ქიმიაში სემინარების სისტემის შექმნისა და გამოყენების შესახებ შესაძლებელს ხდის მის გამოყენებას უნივერსიტეტში ზოგადი ქიმიის სწავლებისას.

შედეგების სანდოობაადეკვატური თანამედროვე კვლევის მეთოდების არჩევის გამო, ზოგადი ქიმიის სწავლების შემუშავებული მიდგომის შესრულების ინდიკატორების დადებითი მნიშვნელობები.

შედეგების დამტკიცება და განხორციელება.

კვლევის შედეგები განიხილებოდა:

VIII საერთაშორისო კონფერენცია-გამოფენა „ინფორმაციული ტექნოლოგიები განათლებაში“, მოსკოვი, 1998;

სრულიად რუსული სამეცნიერო და მეთოდოლოგიური სემინარი მოსკოვის სახელმწიფო პედაგოგიურ უნივერსიტეტში. ვ.ი.ლენინი, 1998 წ

სამეცნიერო კონფერენცია "ლომონოსოვის კითხვა-99", განყოფილება "უწყვეტი განათლების მეთოდოლოგიური პრობლემები", ქვეგანყოფილება "ქიმია და ეკოლოგია", მოსკოვი, 1999;

საერთაშორისო სამეცნიერო-პრაქტიკული კონფერენცია "ქიმიის სწავლების გაუმჯობესება სკოლასა და უნივერსიტეტში", ირკუტსკი, 1999 წ.

საერთაშორისო კონგრესი „მეცნიერება და განათლება III ათასწლეულის მიჯნაზე“. მინსკი, 2000 წ

7 XLVIII ჰერცენის კითხვა (ყოველრუსული სამეცნიერო-პრაქტიკული კონფერენცია საერთაშორისო მონაწილეობით "თანამედროვე ქიმიურ-პედაგოგიური და ქიმიური განათლების აქტუალური პრობლემები"), სანქტ-პეტერბურგი, 2001 წლის ქიმიის ლაბორატორიის შეხვედრა IOSO RAO, 2001 წ.

მოსკოვის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტის არაორგანული ქიმიისა და ქიმიის სწავლების მეთოდოლოგიის კათედრის შეხვედრა. V.I. Lenin, 2001 წ

კვლევის შედეგები გამოიყენება ლომონოსოვის სახელობის მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ზოგადი ქიმიის კათედრის პრაქტიკაში. M.V. ლომონოსოვი.

დისერტაციის სტრუქტურა და მოცულობა.ნაშრომი შედგება შესავლისგან, სამი თავისგან, დასკვნებისაგან, ცნობათა ჩამონათვალისა და განაცხადებისაგან. მისი შინაარსი დატანილია 107 გვერდზე. დისერტაციის სრული ტექსტი 177 გვერდისგან შედგება. ნამუშევარი მოიცავს 55 ფიგურას, 17 ცხრილს, 3 დიაგრამას. გამოყენებული ლიტერატურის სია შეიცავს 229 სათაურს, მათგან 23 უცხოენოვანია. დანართებში მოცემულია განყოფილების „ქიმიური თერმოდინამიკა“ შინაარსი ზოგადი ქიმიის სხვადასხვა პროგრამებში; ზოგად ქიმიაში პროგრამების ანალიზისას გამოვლენილი ინტერდისციპლინარული კავშირები; ავტორის მიერ შემუშავებული ტესტის სრული ტექსტი ქიმიურ თერმოდინამიკაზე; სტუდენტების მიერ მოსწავლეთა ცოდნის საკონტროლო განყოფილების ამოცანების შესრულების შედეგები; კოლოკვიუმის ამოცანების ვარიანტები და მათი განხორციელების შედეგები; საბოლოო სამუშაოს დავალებების შესრულების შედეგები.

დაცვისთვის წარმოდგენილია შემდეგი დებულებები:

ქიმიური თერმოდინამიკის, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორის გამოყენება მოითხოვს სემინარების შინაარსისა და მათი თანმიმდევრობის რესტრუქტურიზაციას ზოგადი ქიმიის კურსში.

სემინარების აგება ქიმიური თერმოდინამიკის, როგორც ხერხემლის ფაქტორის საფუძველზე, ხელს უწყობს სტუდენტების მეცნიერული აზროვნების საფუძვლების ჩამოყალიბებას, ასევე ზოგადი ქიმიის სისტემურ და შეგნებულ ცოდნას.

უნივერსიტეტებსა და საშუალო სკოლებში შესწავლილი ზოგადი ქიმიის კურსების შინაარსის ანალიზი

საუნივერსიტეტო სახელმძღვანელოების უმეტესობა ორიენტირებულია მატერიის შესახებ ცნებების სისტემაზე. ამ სახელმძღვანელოებში დასაწყისში ამოღებულია სექციები „ატომის სტრუქტურა“, „ქიმიური ბმა“, „დ.ი. მენდელეევის პერიოდული კანონი“.

უნდა აღინიშნოს, რომ ზოგადი ქიმიის თუნდაც ამ სამი განყოფილების წარმოდგენის თანმიმდევრობა განსხვავებულია სხვადასხვა ავტორისთვის. ასე რომ, სახელმძღვანელოებში პრეზენტაციის თანმიმდევრობა ასეთია: ატომის სტრუქტურა არის პერიოდული კანონი და ელემენტების პერიოდული სისტემა არის ქიმიური ბმა. რიგ სხვა სახელმძღვანელოებში ეს თანმიმდევრობა განსხვავებულია: პერიოდული კანონი და ელემენტების პერიოდული სისტემა - ატომის სტრუქტურა - ქიმიური ბმა.

მატერიის ცნებების სისტემაზე ორიენტირებული კურსების აგების ანალიზი აჩვენებს, რომ კურსების მნიშვნელოვან რაოდენობას აქვს საერთო კონსტრუქცია შემდეგი თანმიმდევრობით: ატომის სტრუქტურა - ქიმიური ბმა - ქიმიური ელემენტების თვისებების აღწერა. და მათი ნაერთები. ამგვარ კონსტრუქციას, როგორც ჩანს, აერთიანებს იდეა, რომელიც ნათლად იყო გამოხატული ია. არაორგანული ქიმიის მთელი კურსი. ამ მხრივ განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა A.M. Butlerov-ის ქიმიური სტრუქტურის თეორიას მის თანამედროვე ინტერპრეტაციაში, რომელიც არსებითად არის ზოგადი ქიმიური თეორია... საბოლოო ჯამში, ქიმიის ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანა იყო და რჩება კავშირი ნივთიერების ქიმიურ სტრუქტურას, ერთი მხრივ, და მის თვისებებს შორის, მეორე მხრივ.

უნდა აღინიშნოს, რომ O. M. Poltorak და Yu. A. Pentin თავიანთ ნაშრომებში გონივრულად აჩვენებენ, რომ მოლეკულების სტრუქტურასა და ნივთიერების ქიმიურ თვისებებს შორის ცალსახა ურთიერთობის ძიება წინასწარ განწირულია წარუმატებლობისთვის. ქიმიური თერმოდინამიკისა და კინეტიკის საფუძვლების ცოდნის გარეშე შეუძლებელია დასკვნის გაკეთება ქიმიური პროცესის შესაძლებლობის, მისი სიღრმისა და სიჩქარის შესახებ. G.P. ლუჩინსკი ასევე ადასტურებს ამ აზრს: ”ქიმიის განვითარების ამჟამინდელი დონე მოითხოვს მეცნიერების კურსის წარმოდგენას მატერიის სტრუქტურისა და თერმოდინამიკის დოქტრინის თვალსაზრისით”.

მეორე ტიპის სახელმძღვანელოები ორიენტირებულია ქიმიური რეაქციის ცნებების სისტემაზე და მათი რიცხვი გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე პირველი ტიპის სახელმძღვანელოები. ამ სახელმძღვანელოებში წინა პლანზეა წამოწეული ქიმიური რეაქციების მიმდინარეობის კანონების შესწავლა, ე.ი. თერმოდინამიკური და კინეტიკური ასპექტები.

სხვადასხვა სახელმძღვანელოებში ქიმიური თერმოდინამიკისა და კინეტიკის საფუძვლების წარმოდგენის თანმიმდევრობა განსხვავებულია. სახელმძღვანელოებში ავტორები პირველ ადგილზე აყენებენ ქიმიურ თერმოდინამიკას, ხოლო მეორეში კინეტიკას. სხვა სახელმძღვანელოები და სახელმძღვანელოები [11, 49, 183, 184, 222, 229] გვთავაზობენ თანმიმდევრობას: კინეტიკა - თერმოდინამიკა.

გარდა ამისა, როგორც ზემოთ აღინიშნა, კურსში ამ თემების პოზიცია ასევე მნიშვნელოვნად განსხვავდება. მაგალითად, სახელმძღვანელოებში აღნიშნული თემები წარმოდგენილია ატომის სტრუქტურის, პერიოდული სისტემის და ქიმიური კავშირის კონცეფციის შემდეგ. სახელმძღვანელოებში თერმოდინამიკა და კინეტიკა გაცილებით გვიან განიხილება; ისინი რეალურად წინ უსწრებენ ელემენტებისა და ნაერთების ქიმიური თვისებების აღწერას.

თემების პრეზენტაციის თანმიმდევრობა პრაქტიკულად არცერთი ავტორი არ არის, გარდა OS-ისა. ზაიცევი, ბ.ვ.ნეკრასოვი, გ.ი.ნოვიკოვი და მრავალი სხვა არ არის დასაბუთებული და არსებულ სახელმძღვანელოებში მათი შემოტანის თანმიმდევრობა მრავალფეროვანია.

გ.ი.ნოვიკოვი გვთავაზობს სახელმძღვანელოს აგებას, რომელიც ეფუძნება "ქიმიის თეორიული პრინციპების საფეხურების თანმიმდევრობას: სტექიომეტრია, თერმოქიმია,

ერგოქიმია (ქიმიური წონასწორობა და ქიმიური თერმოდინამიკის საფუძვლები), ქრონოქიმია (კინეტიკის საფუძვლები), მატერიის სტრუქტურის შესწავლის დასაწყისი (ატომის სტრუქტურა, მოლეკულები, სითხეები, კრისტალები და ნაერთები არავალენტური ბმებით) .

ბ.ვ.ნეკრასოვი სახელმძღვანელოს შინაარსს აშენებს დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონის საფუძველზე, ავტორი აღნიშნავს, რომ „... ყველაფერი უნდა გააკეთოთ არა მხოლოდ კურსის „განცხადებისთვის“, არამედ მისი ლოგიკურად განვითარებისთვის, რაც არის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია... თეორიული კითხვების განხილვისას... თავად კონსტრუქცია პირველ რიგში უნდა უზრუნველყოს მისი ლოგიკური განლაგების შესაძლებლობა.

განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს ო.ს.ზაიცევის სახელმძღვანელოს "ქიმია. თანამედროვე მოკლე კურსი". წიგნი ძირითადად შექმნილია საგნის დამოუკიდებელი შესწავლისთვის, ”წიგნის მიზანია განავითაროს სტუდენტების ქიმიური აზროვნება, რათა მომავალმა სპეციალისტმა შეძლოს არა მხოლოდ დამოუკიდებლად გადაჭრას სხვადასხვა ქიმიური პრობლემები, არამედ გადაიტანოს სამეცნიერო მუშაობის ზოგადი მეთოდები სამუშაოდ. მათ სპეციალობაში“. ავტორი აღნიშნავს, რომ მატერიის მდგომარეობისა და ქიმიური რეაქციების განხილვა მოცემულია თანამედროვე ქიმიური მეცნიერების ფუნდამენტური თეორიებისა და მათი ურთიერთდამოკიდებულების საფუძველზე. აღნიშნული კურსის ლოგიკური საფუძველია ცოდნის სისტემა ოთხი ფუნდამენტური დოქტრინის შესახებ: ქიმიური პროცესების მიმართულების (ქიმიური თერმოდინამიკა) და მათი სიჩქარის (კინეტიკა), მატერიის სტრუქტურის თეორია და თვისებების ცვლილებების პერიოდულობა. ელემენტები და მათი ნაერთები

ქიმიური თერმოდინამიკის შესახებ მასალის შერჩევა ზოგადი ქიმიის კურსის სემინარებისთვის, აგებულია ქიმიური თერმოდინამიკის საფუძველზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორი

ქიმიური თერმოდინამიკის შესახებ მასალის შერჩევა ზოგადი ქიმიის კურსის სემინარებისთვის, აგებულია ქიმიური თერმოდინამიკის საფუძველზე, როგორც სისტემის ფორმირების ფაქტორი

როგორც ზემოთ იყო ნაჩვენები (1.1), ზოგადი ქიმიის კურსის აგებისას, მასალის წარმოდგენის ყველაზე მისაღები თანმიმდევრობა შემდეგია: ქიმიური თერმოდინამიკა (ქიმიური წონასწორობის გარეშე) - "ქიმიური კინეტიკა + ქიმიური წონასწორობა - # ხსნარი, წონასწორობა ხსნარებში - ატომური სტრუქტურა - ქიმიური ბმა - დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონი. ქიმიური თერმოდინამიკა ზოგადი ქიმიის კურსის ფუნდამენტური განყოფილებაა, ამიტომ ქიმიური თერმოდინამიკის სემინარი ერთ-ერთი პირველია ზოგადი ქიმიის სხვადასხვა კურსებში. ამ სემინარზე ჩამოყალიბებული ცოდნა უნდა ჩაითვალოს საბაზისო. ისინი ზოგადი ქიმიის კურსის შემდგომი შესწავლის საფუძველია. აქედან გამომდინარე, აქტუალურ პრობლემას წარმოადგენს ქიმიური თერმოდინამიკის შინაარსის შერჩევა, რომელიც წარმოადგენს ზოგად ქიმიაში სემინარების ექსპერიმენტული კურსის ხერხემალ ფაქტორს.

ზოგადი ქიმიის სემინარებისთვის ქიმიური თერმოდინამიკის შესახებ მასალის შერჩევა განხორციელდა შემდეგი პრინციპების მიხედვით:

მასალის შესაბამისობა მეცნიერების თანამედროვე დონესთან;

სტუდენტების მიერ მასალის გამოყენების შესაძლებლობა სამომავლო სამეცნიერო საქმიანობაში;

სემინარის მასალასა და სტუდენტებისთვის რეკომენდებულ სახელმძღვანელოებსა და სახელმძღვანელოებში წარმოდგენილ მასალას შორის ურთიერთობა;

სხვა დისციპლინებიდან მიღებული ცოდნის გამოყენება აქამდე შესწავლილ ფარგლებში;

მასალის შეზღუდვა სასწავლო გეგმით და ზოგადი ქიმიის კურსის შესწავლის დროით;

სემინარების მასალასა და ზოგადი ქიმიის კურსის სხვა განყოფილებებს შორის კავშირის არსებობა;

სხვა დისციპლინებთან ინტერდისციპლინური კავშირების არსებობა.

ზოგადი ქიმიისა და ლიტერატურის პროგრამებში ქიმიური თერმოდინამიკის განყოფილების შინაარსის ანალიზის საფუძველზე (1.1 და 1.2), ქიმიური თერმოდინამიკის განყოფილება წარმოდგენილია შემდეგი თანმიმდევრობით მოწყობილი ხუთი კომპონენტისგან შემდგარი სისტემით (იხ. სქემა I. ).

როგორც აღინიშნა 1.2-ში, განყოფილებას "ქიმიური თერმოდინამიკა" აქვს კავშირები ზოგადი ქიმიის კურსის თითქმის ყველა განყოფილებასთან, როგორიცაა:

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე. ქიმიური რეაქციების მექანიზმები. კატალიზი;

გადაწყვეტილებები. წონასწორობა ხსნარებში;

რედოქს პროცესები;

ელექტროქიმიის საფუძვლები;

ქიმიური ბმა;

რთული ნაერთები;

დისპერსიული სისტემები;

პერიოდული კანონი და ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა. ზოგადი ქიმიისა და სხვა საბუნებისმეტყველო დისციპლინების პროგრამების ანალიზმა აჩვენა, რომ განყოფილებას "ქიმიური თერმოდინამიკა" აქვს მრავალი ინტერდისციპლინური კავშირი (ბიოლოგიასთან, გეოლოგიასთან, მედიცინასთან, ეკოლოგიასთან და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა სტუდენტების მიერ შესწავლილ სხვა დისციპლინებთან) (იხ. დანართი 2, ცხრილი 12. ). აღსანიშნავია, რომ ზოგად ქიმიის პროგრამებში ინტერდისციპლინური ინტეგრაცია სრულად არ არის გამოვლენილი.

სისტემური სამეცნიერო ცოდნის ფორმირებაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს არა მხოლოდ გონივრულად შერჩეული საგნობრივი მასალა, არამედ მისი შესწავლის თანმიმდევრობა, რომელიც ძირითადად განისაზღვრება შემდეგი სამი დიდაქტიკური პრინციპით: თანმიმდევრულობა, ხელმისაწვდომობა და სამეცნიერო ხასიათი.

ქიმიურ თერმოდინამიკაზე სემინარის ჩატარება სხვადასხვა მეთოდების გამოყენებით

იმისათვის, რომ სტუდენტებმა შეძლონ ქიმიური თერმოდინამიკის ცოდნის გამოყენება, აუცილებელია პირველ სემინარებზე ჩამოაყალიბონ ქიმიური თერმოდინამიკის საფუძვლების სრული და ღრმა ცოდნა. ამიტომ პირველად გამოიკვლია ქიმიურ თერმოდინამიკაზე სემინარის ჩატარების ეფექტურობა.

1996/97 სასწავლო წელს ჩატარდა კვლევა ქიმიური თერმოდინამიკის სემინარის ჩატარების ეფექტურობის შესახებ.

ჩვენ შევადარეთ თერმოდინამიკის სემინარის ჩატარების მეთოდები. ექსპერიმენტი მოიცავდა იმ ფაქტს, რომ სტუდენტების სამ ჯგუფს (თითოეულში 13 ადამიანი) ჩაუტარდა სამი ტიპის სემინარი: ჩვეულებრივი სემინარი (სემინარი ტარდება ისე, როგორც ის ხორციელდება ნაკადზე) კომპიუტერული სემინარი (სტუდენტების ინდივიდუალური მუშაობა კომპიუტერთან). სასწავლო პროგრამა) კომბინირებული სემინარი (მოსწავლეთა ინდივიდუალური სამუშაოს შერწყმა კომპიუტერზე დაფუძნებულ სახელმძღვანელოსთან, ყველაზე მნიშვნელოვანი საკითხების განხილვა და რთული ცნებების ახსნა)

პირველ სემინარზე (განცხადების კვლევა) შემოწმდა სტუდენტების ცოდნის საწყისი დონე. მათ სთხოვეს შეესრულებინა შემდეგი დავალება: მოცემულია რეაქციის განტოლება ჟანგბადში გრაფიტის წვისთვის.

1) როგორია რეაქცია; ეგზო თუ ენდოთერმული?

2) გამოთვალეთ გრაფიტის მასა, რომელიც საჭიროა 1179,3 კჯ სითბოს მისაღებად. რაოდენობრივი მონაცემები შემოთავაზებული ამოცანის შესრულების შესახებ ნაჩვენებია ნახ. 3. დავალებების შესრულებისას წარმატების პროცენტი გამოსახულია y ღერძის გასწვრივ, ე.ი. სწორად შესრულებული დავალებების % დავალებების მთლიანი რაოდენობით, აბსცისის გასწვრივ - დავალების კითხვის რაოდენობა, რომელიც ამოწმებს მოსწავლეთა ცოდნის საწყის დონეს. ნახ. 4, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ყველა ჯგუფში მოსწავლის მხოლოდ 15%-ს შეუძლია რეაქციის დახასიათება თერმული ეფექტით და შეუძლია გააკეთოს თერმოქიმიური გამოთვლები.

შეიძლება დავასკვნათ, რომ ტრენინგის დაწყებამდე სტუდენტების ცოდნის დონე ქიმიურ თერმოდინამიკაში თითქმის იგივეა. უნდა აღინიშნოს, რომ ზოგადი ქიმიის შესწავლის დაწყებისას მოსწავლეთა უმეტესობამ არ იცის ელემენტარული თერმოქიმიური გამოთვლების განხორციელება და რეაქციების ენერგეტიკული ეფექტის მიხედვით დახასიათება.

ზოგად ქიმიაში პროგრამებსა და სასწავლო გეგმებში სემინარი „ქიმიური თერმოდინამიკის საფუძვლები“ ​​ერთ-ერთი პირველია. იგი აყალიბებს თერმოდინამიკურ ცოდნას, რომლის საფუძველზეც სტუდენტებს შეუძლიათ გამოთვალონ ქიმიური პროცესების AH, AS, AG მნიშვნელობები და შეაფასონ მოცემულ პირობებში ქიმიური პროცესების ფუნდამენტური შესაძლებლობა.

ამ სემინარის მთავარი მიზანია ცოდნის მყარი საფუძველი ჩაეყაროს ქიმიურ თერმოდინამიკას, რადგან ზოგადი ქიმიის კურსის წარმატებული შესწავლა შეუძლებელია ქიმიური თერმოდინამიკის ძირითადი საკითხების გადაჭრის გარეშე:

როგორია პროცესის თერმული ეფექტი?

შესაძლებელია თუ არა პროცესის სპონტანურად მიმდინარეობა და რა პირობებში?

რა არის ქიმიური პროცესის სიღრმე?

სემინარებისთვის შეირჩა იგივე სასწავლო მასალა, მათ შორის ქიმიური თერმოდინამიკის ძირითადი კანონები და ცნებები.

ზოგადად მიღებული ვერსიით სემინარი ჩატარდა იმ მეთოდოლოგიით, რომელსაც უნივერსიტეტის პროფესორების უმეტესობა იყენებს თერმოდინამიკის ძირითადი ცნებების ასახსნელად. ამ მეთოდით უმეტესი დრო ეთმობოდა მასწავლებლის მიერ სასწავლო მასალის ახსნას და მოსწავლეებს ტიპიური პრობლემების გადაჭრის უნარ-ჩვევების სწავლებას. გაკვეთილის დასაწყისში ტარდება ფრონტალური სამუშაოები, ოღონდ ქიმიურ თერმოდინამიკაზე წინა ლექციაზე მოსწავლეთა მიერ მიღებული ცოდნის განახლება. შემდეგ მასწავლებელი აცნობს მოსწავლეებს ცნებებს: ქიმიური სისტემები, რეაქციის თერმული ეფექტი, სითბოს გამოყოფით და შთანთქმის პროცესები, სტანდარტული და ნორმალური პირობები, სხვადასხვა პროცესების ენთალპია: ნივთიერებების წარმოქმნა, ქიმიური ბმების წარმოქმნა, ფაზური გადასვლა და ნივთიერებების წვა. განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა ჰესის კანონთან დაკავშირებული პრობლემების გადაჭრას და მის შედეგებს. გარდა ამისა, მოსწავლეები ეცნობიან ენტროპიის ცნებას, თერმოდინამიკის მეორე და მესამე კანონებს, თავისუფალი ენერგიისა და გიბსის ენერგიას, ქიმიური პროცესების სპონტანური წარმოშობის კრიტერიუმს. მოსწავლეები წყვეტენ ამოცანებს ენტროპიისა და გიბის თავისუფალი ენერგიის მნიშვნელობის საპოვნელად და გამოაქვთ დასკვნები სპონტანური ქიმიური პროცესების ფუნდამენტური შესაძლებლობის შესახებ.

კომპიუტერული მეთოდების შესახებ სემინარის ჩასატარებლად გამოყენებული იქნა მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის ზოგადი ქიმიის კათედრის გუნდის მიერ შემუშავებული კომპიუტერული სასწავლო პროგრამები. ისინი უნივერსალური უცვლელი ინსტრუმენტია, რომელიც აერთიანებს დიალოგის, მონაცემთა ბანკის, ტექსტური ინფორმაციის, გამოთვლების და ტესტის კონტროლს გამოყენების შესაძლებლობას. პროგრამები ცვლის ფურცლის მასალას სტუდენტის ცოდნის ეტაპობრივი კონტროლით. ისინი აგებულია დიალოგის რეჟიმში, რაც საშუალებას იძლევა ეფექტური გამოხმაურება ტრენინგში და დროულად გამოსწორდეს სტუდენტების ქიმიური ცოდნა. მოსწავლე დამოუკიდებლად მუშაობს პროგრამებთან, შესაბამისად, თავად აკონტროლებს სწავლის პროცესს და განსაზღვრავს მისთვის მოსახერხებელი მასალის ათვისების ტემპს.