Algoritme yang jelas untuk memecahkan masalah dalam kimia adalah cara yang bagus untuk mengikuti ujian akhir dalam disiplin yang kompleks ini. Pada tahun 2017, perubahan signifikan dilakukan pada struktur ujian, pertanyaan dengan satu jawaban dihapus dari bagian pertama tes. Kata-kata dari pertanyaan diberikan sedemikian rupa sehingga lulusan menunjukkan pengetahuan di berbagai bidang, misalnya, kimia, dan tidak bisa begitu saja memberi "centang".
Tantangan Utama
Kesulitan terbesar bagi lulusan adalah soal-soal turunan rumus senyawa organik, mereka tidak dapat menyusun algoritma untuk menyelesaikan soal.
Bagaimana mengatasi masalah seperti itu? Untuk mengatasi tugas yang diusulkan, penting untuk mengetahui algoritma untuk memecahkan masalah dalam kimia.
Masalah yang sama adalah tipikal untuk disiplin ilmu lainnya.
Urutan tindakan
Yang paling umum adalah masalah penentuan senyawa dengan produk pembakaran yang diketahui, jadi kami mengusulkan untuk mempertimbangkan algoritma untuk memecahkan masalah menggunakan contohjenis latihan ini.
1. Nilai massa molar suatu zat ditentukan dengan menggunakan kerapatan relatif yang diketahui untuk beberapa gas (jika ada dalam kondisi tugas yang diusulkan).
2. Kami menghitung jumlah zat yang terbentuk dalam proses ini melalui volume molar untuk senyawa gas, melalui massa jenis atau massa zat cair.
3. Kami menghitung nilai kuantitatif semua atom dalam produk reaksi kimia tertentu, dan juga menghitung massa masing-masing.
4. Kami merangkum nilai-nilai ini, kemudian membandingkan nilai yang diperoleh dengan massa senyawa organik yang diberikan oleh kondisi.
5. Jika massa awal melebihi nilai yang diperoleh, kami menyimpulkan bahwa oksigen ada dalam molekul.
6. Kami menentukan massanya, kurangi ini dari massa yang diberikan dari senyawa organik jumlah semua atom.
6. Cari jumlah atom oksigen (dalam mol).
7. Kami menentukan rasio jumlah semua atom yang ada dalam masalah. Kami mendapatkan rumus analit.
8. Kami menyusun versi molekulnya, massa molar.
9. Jika berbeda dari nilai yang diperoleh pada langkah pertama, kami meningkatkan jumlah masing-masing atom beberapa kali.
10. Susun rumus molekul zat yang diinginkan.
11. Mendefinisikan struktur.
12. Kami menulis persamaan proses yang ditunjukkan menggunakan struktur zat organik.
Algoritme yang diusulkan untuk memecahkan masalah cocok untuk semua tugas yang terkait dengan penurunan rumus senyawa organik. Dia akan membantu siswa sekolah menengahmengatasi ujian dengan baik.
Contoh 1
Seperti apa pemecahan masalah algoritmik itu?
Untuk menjawab pertanyaan ini, berikut adalah contoh yang sudah jadi.
Saat membakar 17,5 g senyawa, 28 liter karbon dioksida diperoleh, serta 22,5 ml uap air. Massa jenis uap senyawa ini setara dengan 3,125 g/l. Ada informasi bahwa analit terbentuk selama dehidrasi alkohol jenuh tersier. Berdasarkan data yang diberikan:
1) melakukan perhitungan tertentu yang diperlukan untuk menemukan rumus molekul zat organik ini;
2) tulis rumus molekulnya;
3) membuat pandangan struktural dari senyawa asli, yang secara unik mencerminkan hubungan atom dalam molekul yang diusulkan.
Data tugas.
- m (bahan awal)- 17.5g
- V karbon dioksida-28L
- V air-22.5ml
Rumus untuk perhitungan matematis:
- √=mn
- √=m/ρ
Jika mau, Anda dapat mengatasi tugas ini dengan beberapa cara.
Cara pertama
1. Tentukan jumlah mol semua produk reaksi kimia menggunakan volume molar.
nCO2=1,25 mol
2. Kami mengungkapkan kandungan kuantitatif unsur pertama (karbon) dalam produk dari proses ini.
nC=nCO2=, 25 mol
3. Hitung massa elemen.
mC=1,25 mol12g/mol=15 g.
Tentukan massa uap air, dengan mengetahui bahwa massa jenisnya adalah 1g/ml.
mH2O adalah 22,5g
Kami mengungkapkan jumlah produk reaksi (uap air).
n air=1,25 mol
6. Kami menghitung kandungan kuantitatif unsur (hidrogen) dalam produk reaksi.
nH=2n (air)=2,5 mol
7. Tentukan massa elemen ini.
mH=2.5g
8. Mari kita jumlahkan massa unsur-unsur untuk menentukan ada (tidak adanya) atom oksigen dalam molekul.
mC + mH=1 5g + 2.5g=17.5g
Ini sesuai dengan data soal, oleh karena itu, tidak ada atom oksigen dalam bahan organik yang diinginkan.
9. Mencari rasio.
CH2adalah rumus paling sederhana.
10. Hitung M zat yang diinginkan menggunakan massa jenis.
M zat=70 g/mol.
n-5, substansinya seperti ini: C5H10.
Kondisi mengatakan bahwa zat tersebut diperoleh dengan dehidrasi alkohol, oleh karena itu, itu adalah alkena.
Opsi kedua
Mari kita pertimbangkan algoritma lain untuk menyelesaikan masalah.
1. Mengetahui bahwa zat ini diperoleh dengan dehidrasi alkohol, kami menyimpulkan bahwa itu mungkin milik kelas alkena.
2. Temukan nilai M dari zat yang diinginkan menggunakan massa jenis.
M in=70 g/mol.
3. M (g/mol) untuk suatu senyawa adalah: 12n + 2n.
4. Kami menghitung nilai kuantitatif atom karbon dalam molekul hidrokarbon etilen.
14 n=70, n=5, jadi molekulnyarumus suatu zat terlihat seperti: C5H10n.
Data untuk masalah ini mengatakan bahwa zat tersebut diperoleh dengan dehidrasi alkohol tersier, oleh karena itu merupakan alkena.
Bagaimana cara membuat algoritma untuk menyelesaikan masalah? Siswa harus mengetahui cara mendapatkan perwakilan dari berbagai kelas senyawa organik, memiliki sifat kimia spesifiknya.
Contoh 2
Mari kita coba mengidentifikasi algoritma untuk memecahkan masalah menggunakan contoh lain dari USE.
Dengan pembakaran sempurna 22,5 gram asam alfa-aminokarboksilat dalam oksigen atmosfer, dimungkinkan untuk mengumpulkan 13,44 liter (N. O.) karbon monoksida (4) dan 3,36 L (N. O.) nitrogen. Temukan rumus asam yang disarankan.
Data berdasarkan kondisi.
- m(asam amino) -22,5 g;
- √(karbon dioksida ) -13,44 liter;
- √(nitrogen) -3, 36 th.
Rumus.
- m=Mn;
- √=mn.
Kami menggunakan algoritma standar untuk menyelesaikan masalah.
Temukan nilai kuantitatif produk interaksi.
(nitrogen)=0,15 mol.Tuliskan persamaan kimianya (kami menerapkan rumus umum). Selanjutnya, menurut reaksi, mengetahui jumlah zat, kami menghitung jumlah mol asam aminokarboksilat:
x - 0,3 mol.
Hitung massa molar asam aminokarboksilat.
M(zat awal )=m/n=22,5 g/0,3 mol=75 g/mol.
Hitung massa molar aslinyaasam aminokarboksilat menggunakan massa atom relatif unsur.
M(asam amino )=(R+74) g/mol.
Menentukan radikal hidrokarbon secara matematis.
R + 74=75, R=75 - 74=1.
Dengan pemilihan, kami mengidentifikasi varian dari radikal hidrokarbon, menuliskan rumus asam aminokarboksilat yang diinginkan, merumuskan jawabannya.
Akibatnya, dalam hal ini hanya ada atom hidrogen, jadi kita memiliki rumus CH2NH2COOH (glisin).
Jawaban: CH2NH2COOH.
Solusi alternatif
Algoritma kedua untuk menyelesaikan masalah adalah sebagai berikut.
Kami menghitung ekspresi kuantitatif produk reaksi, menggunakan nilai volume molar.
(karbon dioksida )=0,6 mol.Kami menuliskan proses kimianya, berbekal rumus umum kelas senyawa ini. Kami menghitung dengan persamaan jumlah mol asam aminokarboksilat yang diambil:
x=0,62/in=1,2 /in mol
Selanjutnya, kita menghitung massa molar asam aminokarboksilat:
M=75 dalam g/mol.
Menggunakan massa atom relatif dari unsur-unsur, kita menemukan massa molar asam aminokarboksilat:
M(asam amino )=(R + 74) g/mol.
Setarakan massa molar, lalu selesaikan persamaannya, tentukan nilai akarnya:
R + 74=75v, R=75v - 74=1 (ambil v=1).
Melalui seleksi diperoleh kesimpulan bahwa tidak terdapat radikal hidrokarbon, maka asam amino yang diinginkan adalah glisin.
Akibatnya, R=H, kita mendapatkan rumus CH2NH2COOH(glisin).
Jawaban: CH2NH2COOH.
Pemecahan masalah seperti itu dengan metode algoritma hanya dimungkinkan jika siswa memiliki kemampuan matematika dasar yang memadai.
Pemrograman
Seperti apa algoritme di sini? Contoh pemecahan masalah di bidang informatika dan teknologi komputer memerlukan urutan tindakan yang jelas.
Saat perintah dilanggar, berbagai kesalahan sistem terjadi yang tidak memungkinkan algoritme berfungsi secara penuh. Mengembangkan program menggunakan pemrograman berorientasi objek terdiri dari dua langkah:
- membuat GUI dalam mode visual;
- pengembangan kode.
Pendekatan ini sangat menyederhanakan algoritma untuk memecahkan masalah pemrograman.
Secara manual hampir tidak mungkin untuk mengelola proses yang memakan waktu ini.
Kesimpulan
Algoritme standar untuk memecahkan masalah inventif disajikan di bawah ini.
Ini adalah urutan tindakan yang tepat dan dapat dipahami. Saat membuatnya, perlu memiliki data awal tugas, status awal objek yang dijelaskan.
Untuk menyoroti tahapan penyelesaian masalah algoritma, penting untuk menentukan tujuan pekerjaan, untuk menyoroti sistem perintah yang akan dieksekusi oleh pelaksana.
Algoritme yang dibuat harusmenjadi satu set properti tertentu:
- discreteness (pembagian menjadi langkah);
- unik (setiap tindakan memiliki satu solusi);
- konseptual;
- kinerja.
Banyak algoritme bersifat masif, yaitu dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak tugas serupa.
Bahasa pemrograman adalah seperangkat aturan khusus untuk menulis data dan struktur algoritmik. Saat ini, digunakan di semua bidang ilmiah. Aspek pentingnya adalah kecepatan. Jika algoritme lambat, tidak menjamin respons yang rasional dan cepat, dikembalikan untuk direvisi.
Waktu eksekusi beberapa tugas ditentukan tidak hanya oleh ukuran data input, tetapi juga oleh faktor lainnya. Misalnya, algoritma untuk mengurutkan bilangan bulat yang signifikan lebih sederhana dan lebih cepat, asalkan telah dilakukan penyortiran awal.
