በኬሚስትሪ ውስጥ ያለውን ችግር ለመፍታት ግልጽ የሆነ ስልተ-ቀመር በዚህ ውስብስብ ዲሲፕሊን ውስጥ የመጨረሻ ፈተናዎችን ለማጣጣም ጥሩ መንገድ ነው። እ.ኤ.አ. በ 2017 በፈተናው መዋቅር ላይ ጉልህ ለውጦች ተደርገዋል ፣ አንድ መልስ ያላቸው ጥያቄዎች ከፈተናው የመጀመሪያ ክፍል ተወግደዋል ። የጥያቄዎቹ ቃላቶች ተመራቂው በተለያዩ ዘርፎች ለምሳሌ በኬሚስትሪ እውቀትን እንዲያሳይ እና በቀላሉ "ቲክ" ማድረግ በማይችል መልኩ ተሰጥቷል.
ዋና ተግዳሮቶች
ለተመራቂዎች ከፍተኛው ችግር የኦርጋኒክ ውህዶች ቀመሮችን በማውጣት ላይ ያሉ ጥያቄዎች ናቸው፣ ችግሩን ለመፍታት ስልተ ቀመር መፃፍ አይችሉም።
እንዲህ ያለውን ችግር እንዴት መቋቋም ይቻላል? የታቀደውን ተግባር ለመቋቋም በኬሚስትሪ ውስጥ ያሉ ችግሮችን ለመፍታት ስልተ ቀመር ማወቅ አስፈላጊ ነው።
ተመሳሳይ ችግር ለሌሎች የትምህርት ዘርፎች የተለመደ ነው።
የድርጊቶች ቅደም ተከተል
በጣም የተለመዱት በታወቁ የቃጠሎ ምርቶች ውህዱን የመለየት ችግሮች ናቸው፣ስለዚህ ችግሮችን በምሳሌነት ለመፍታት ስልተ-ቀመርን እንድናጤነው ሀሳብ እናቀርባለን።የዚህ አይነት የአካል ብቃት እንቅስቃሴ።
1። የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር ሞላር ክብደት የሚወሰነው ለአንዳንድ ጋዝ (በታቀደው ተግባር ሁኔታ ላይ ከሆነ) በሚታወቀው አንጻራዊ እፍጋት በመጠቀም ነው።
2። በዚህ ሂደት ውስጥ የተፈጠሩትን ንጥረ ነገሮች መጠን በሞላር መጠን ለጋዝ ውህድ ፣በጥቅም ወይም በፈሳሽ ንጥረ ነገሮች ብዛት እናሰላለን።
3። በአንድ የኬሚካላዊ ምላሽ ምርቶች ውስጥ ያሉትን የሁሉም አቶሞች መጠናዊ እሴቶችን እናሰላለን እንዲሁም የእያንዳንዱን ብዛት እናሰላለን።
4። እነዚህን እሴቶች ጠቅለል አድርገን እናቀርባቸዋለን፣ ከዚያም የተገኘውን ዋጋ በሁኔታው ከሚሰጠው የኦርጋኒክ ውህድ ብዛት ጋር እናነፃፅራለን።
5። የመነሻው ብዛት ከተገኘው እሴት ከበለጠ፣ በሞለኪዩል ውስጥ ኦክሲጅን እንዳለ እንጨርሰዋለን።
6። ክብደቱን እንወስናለን፣ ለዚህም ከተሰጠው የኦርጋኒክ ውህድ ብዛት የሁሉም አቶሞች ድምር ቀንስ።
6። የኦክስጂን አተሞች ብዛት (በሞሎች) ያግኙ።
7። በችግሩ ውስጥ የሚገኙትን የሁሉም አቶሞች መጠኖች ጥምርታ እንወስናለን። የትንታኔውን ቀመር እናገኛለን።
8። ሞለኪውላዊ ስሪቱን፣ የሞላር ክብደትን እንፈጥራለን።
9። በመጀመሪያው ደረጃ ከተገኘው ዋጋ የተለየ ከሆነ የእያንዳንዱን አቶም ቁጥር በተወሰነ ቁጥር እንጨምራለን::
10። የተፈለገውን ንጥረ ነገር ሞለኪውላዊ ቀመር ያዘጋጁ።
11። አወቃቀሩን በመግለፅ ላይ።
12። የኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮችን አወቃቀሮችን በመጠቀም የተጠቆመውን ሂደት እኩልነት እንጽፋለን።
ችግሩን ለመፍታት የቀረበው አልጎሪዝም ከኦርጋኒክ ውህድ ቀመር መፈጠር ጋር ለተያያዙ ስራዎች ሁሉ ተስማሚ ነው። የሁለተኛ ደረጃ ተማሪዎችን ይረዳልፈተናውን በበቂ ሁኔታ መቋቋም።
ምሳሌ 1
አልጎሪዝም ችግር መፍታት ምን መምሰል አለበት?
ይህን ጥያቄ ለመመለስ የተጠናቀቀ ናሙና ይኸውና።
17.5 ግራም ውህድ ሲቃጠል 28 ሊትር ካርቦን ዳይኦክሳይድ እንዲሁም 22.5 ሚሊር የውሃ ትነት ተገኝቷል። የዚህ ውህድ የእንፋሎት መጠን ከ 3.125 ግ / ሊ ጋር ይዛመዳል. የሦስተኛ ደረጃ የሳቹሬትድ አልኮሆል በሚደርቅበት ጊዜ ትንታኔው እንደተፈጠረ መረጃ አለ። በቀረበው መረጃ መሰረት፡
1) የዚህን ኦርጋኒክ ንጥረ ነገር ሞለኪውላዊ ፎርሙላ ለማግኘት የሚያስፈልጉትን የተወሰኑ ስሌቶች ያከናውኑ፤
2) ሞለኪውላዊ ቀመሩን ይፃፉ፤
3) በታቀደው ሞለኪውል ውስጥ የአተሞችን ትስስር በልዩ ሁኔታ የሚያንፀባርቅ ስለዋናው ውህድ መዋቅራዊ እይታን ያድርጉ።
የተግባር ውሂብ።
- ኤም (የመነሻ ቁሳቁስ)- 17.5g
- V ካርቦን ዳይኦክሳይድ-28L
- V ውሃ-22.5ml
የሂሳብ ስሌት ቀመሮች፡
- √=√ mn
- √=m/ρ
ከፈለጉ፣ ይህን ተግባር በተለያዩ መንገዶች መቋቋም ይችላሉ።
በመጀመሪያው መንገድ
1። የሞላር መጠንን በመጠቀም የሁሉም ኬሚካላዊ ምላሽ ምርቶች የሞሎች ብዛት ይወስኑ።
nCO2=1.25 mol
2። በዚህ ሂደት ምርት ውስጥ ያለውን የመጀመሪያው ንጥረ ነገር (ካርቦን) መጠናዊ ይዘትን እንገልጣለን።
nC=nCO2=, 25 mol
3። የንጥሉን ብዛት አስላ።
mC=1.25 mol12g/mol=15 ግ.
የብዛት የውሃ ትነት መጠን 1ጂ/ሚሊ መሆኑን አውቆ ይወስኑ።
mH2O 22.5g ነው
የምላሹን ምርት (የውሃ ትነት) መጠን እናሳያለን።
n ውሃ=1.25 mol
6። በምላሹ ምርት ውስጥ ያለውን የኤለመንት (ሃይድሮጅን) መጠናዊ ይዘትን እናሰላለን።
nH=2n (ውሃ)=2.5 mol
7። የዚህን ንጥረ ነገር ብዛት ይወስኑ።
mH=2.5g
8። በሞለኪውል ውስጥ የኦክስጅን አተሞች መኖር (አለመኖር) ለማወቅ የንጥረ ነገሮችን ብዛት እናጠቃልል።
mC +mH=1 5g + 2.5g=17.5g
ይህ ከችግሩ መረጃ ጋር ይዛመዳል፣ስለዚህ በሚፈለገው ኦርጋኒክ ቁስ ውስጥ ምንም የኦክስጂን አተሞች የሉም።
9። ጥምርታውን በማግኘት ላይ።
CH2ቀላሉ ቀመር ነው።
10። የሚፈለገውን ንጥረ ነገር ጥግግት በመጠቀም M አስላ።
M ንጥረ ነገር=70 ግ/ሞል።
n-5፣ ንጥረ ነገሩ ይህን ይመስላል፡ C5H10።
ሁኔታው እንደሚለው ንጥረ ነገሩ የሚገኘው በአልኮሆል ድርቀት ነው ስለሆነም አልኬን ነው።
ሁለተኛ አማራጭ
ችግሩን ለመፍታት ሌላ ስልተ ቀመር እናስብ።
1። ይህ ንጥረ ነገር አልኮሆል በመጥፋቱ የተገኘ መሆኑን በማወቅ የአልኬን ክፍል ሊሆን ይችላል ብለን እንደምዳለን።
2። እፍጋቱን በመጠቀም የተፈለገውን ንጥረ ነገር እሴት M ያግኙ።
M በ=70 ግ/ሞል።
3። M (g/mol) ለአንድ ግቢ፡ 12n + 2n ነው።
4። የኢትሊን ሃይድሮካርቦን ሞለኪውል ውስጥ ያለውን የካርቦን አቶሞች መጠናዊ እሴት እናሰላለን።
14 n=70፣ n=5፣ ስለዚህ ሞለኪውላርየአንድ ንጥረ ነገር ቀመር ይህን ይመስላል፡ C5H10n.
የዚህ ችግር መረጃው እንደሚለው ንጥረ ነገሩ የሚገኘው በሶስተኛ ደረጃ አልኮሆል ድርቀት ነው ስለዚህ አልኬን ነው።
ችግርን ለመፍታት ስልተ ቀመር እንዴት እንደሚሰራ? ተማሪው የተለያዩ የኦርጋኒክ ውህዶች ተወካዮችን እንዴት ማግኘት እንደሚችሉ ማወቅ አለባቸው፣ የራሳቸው ኬሚካላዊ ባህሪ አላቸው።
ምሳሌ 2
ከ USE ሌላ ምሳሌ ተጠቅመን ችግሩን ለመፍታት አልጎሪዝምን ለመለየት እንሞክር።
በ22.5 ግራም አልፋ-አሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ በከባቢ አየር ውስጥ ባለው ኦክስጅን ሙሉ በሙሉ በማቃጠል 13.44 ሊትር ካርቦን ሞኖክሳይድ (4) እና 3.36 ኤል (ኤን.ኦ.) ናይትሮጅን መሰብሰብ ተችሏል። የተጠቆመውን አሲድ ቀመር ያግኙ።
ውሂብ በሁኔታ።
- m(አሚኖ አሲዶች) -22.5 ግ፤
- √(ካርቦን ዳይኦክሳይድ) -13.44 ሊትር፤
- √(ናይትሮጅን) -3፣ 36 ዓ.
ቀመር።
- m=Mn;
- √=√ mn.
ችግሩን ለመፍታት መደበኛውን አልጎሪዝም እንጠቀማለን።
የመስተጋብር ምርቶችን መጠናዊ እሴት ያግኙ።
(ናይትሮጅን)=0.15 mol.የኬሚካላዊውን እኩልታ ይፃፉ (አጠቃላይ ቀመሩን እንተገብራለን)። በተጨማሪም፣ እንደ ምላሹ፣ የንብረቱን መጠን በማወቅ፣ የአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ የሞሎች ብዛት እናሰላለን፡
x - 0.3 mol.
የአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ የሞላር ብዛት አስሉ።
M(የመነሻ ንጥረ ነገር )=m/n=22.5 ግ/0.3 mol=75 ግ/ሞል።
የመጀመሪያውን የሞላር ብዛት አስላአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ የንጥረ ነገሮችን አንጻራዊ የአቶሚክ ስብስቦችን በመጠቀም።
M(አሚኖ አሲዶች)=(R+74) g/mol።
የሃይድሮካርቦንን ራዲካል በሂሳብ ይወስኑ።
R + 74=75፣ R=75 - 74=1.
በምርጫ የሃይድሮካርቦን ራዲካል ልዩነትን እንለያለን፣የተፈለገውን የአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ ቀመር እንፅፋለን፣መልሱን እንፈጥራለን።
በመሆኑም በዚህ ሁኔታ ውስጥ ሃይድሮጂን አቶም ብቻ አለ፣ስለዚህ ቀመር CH2NH2COOH (glycine) አለን።
መልስ፡ CH2NH2COOH።
አማራጭ መፍትሄ
ችግሩን ለመፍታት ሁለተኛው አልጎሪዝም የሚከተለው ነው።
የምላሽ ምርቶቹን የቁጥር አገላለጽ እናሰላለን፣የሞላር መጠን ያለውን እሴት በመጠቀም።
(ካርቦን ዳይኦክሳይድ )=0.6 mol.የኬሚካላዊ ሂደቱን እንጽፋለን፣የዚህን ክፍል ውህዶች አጠቃላይ ፎርሙላ ይዘናል። የተወሰደውን የአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ የሞሎች ብዛት በቀመር እናሰላለን፡
x=0.62/ኢን=1.2 /በሞል
በመቀጠል የአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ የሞላር ክብደትን እናሰላለን፡
M=75 በ g/mol።
በአንፃራዊው የአቶሚክ ብዛት በመጠቀም የአሚኖካርቦክሲሊክ አሲድ የሞላር ክብደት እናገኛለን፡
M(አሚኖ አሲዶች)=(R + 74) g/mol።
የመንጋጋውን ብዛት ያስተካክላል፣ከዚያ እኩልታውን ይፍቱ፣የራዲካልን ዋጋ ይወስኑ፡
R + 74=75v፣ R=75v - 74=1 (v=1 መውሰድ)።
በምርጫ የሃይድሮካርቦን ራዲካል የለም ወደሚል ድምዳሜ ይደርሳል ስለዚህ የሚፈለገው አሚኖ አሲድ ግሊሲን ነው።
በዚህም ምክንያት፣ R=H፣ ቀመር CH2NH2COOH እናገኛለን(ግሊሲን)።
መልስ፡ CH2NH2COOH።
እንዲህ አይነት ችግርን በአልጎሪዝም መፍታት የሚቻለው ተማሪው በቂ መሰረታዊ የሂሳብ ችሎታ ካለው ብቻ ነው።
ፕሮግራሚንግ
አልጎሪዝም እዚህ ምን ይመስላሉ? በኢንፎርማቲክስ እና በኮምፒዩተር ቴክኖሎጂ ላይ ያሉ ችግሮችን ለመፍታት ምሳሌዎች ግልጽ የሆነ የእርምጃዎች ቅደም ተከተል ያስፈልጋቸዋል።
ትዕዛዙ ሲጣስ፣ አልጎሪዝም ሙሉ በሙሉ እንዲሰራ የማይፈቅዱ የተለያዩ የስርዓት ስህተቶች ይከሰታሉ። በነገር ላይ ያተኮረ ፕሮግራሚንግ በመጠቀም ፕሮግራም ማዘጋጀት ሁለት ደረጃዎችን ያቀፈ ነው፡
- በእይታ ሁነታ GUI መፍጠር፤
- የኮድ ልማት።
ይህ አካሄድ የፕሮግራም ችግሮችን ለመፍታት ስልተ-ቀመርን በእጅጉ ያቃልላል።
በእጅ ይህን ጊዜ የሚፈጅ ሂደት ማስተዳደር ፈጽሞ የማይቻል ነው።
ማጠቃለያ
የፈጠራ ችግሮችን ለመፍታት መደበኛው አልጎሪዝም ከዚህ በታች ቀርቧል።
ይህ ትክክለኛ እና ለመረዳት የሚቻል የእርምጃዎች ቅደም ተከተል ነው። እሱን በሚፈጥሩበት ጊዜ የተግባሩ የመጀመሪያ ውሂብ ፣ የተገለፀው ነገር የመጀመሪያ ሁኔታ ባለቤት መሆን አለበት።
የአልጎሪዝም ችግሮችን የመፍታት ደረጃዎችን ለማጉላት የስራውን ዓላማ መወሰን፣በአስፈጻሚው የሚፈጸሙትን የትእዛዞችን ስርዓት ማጉላት አስፈላጊ ነው።
የተፈጠረው አልጎሪዝም አለበት።የተወሰነ የንብረት ስብስብ ይሁኑ፡
- አስተዋይነት (በደረጃ መከፋፈል)፤
- ልዩነት (እያንዳንዱ እርምጃ አንድ መፍትሄ አለው)፤
- ጽንሰ-ሀሳብ፤
- አፈጻጸም።
ብዙ ስልተ ቀመሮች ግዙፍ ናቸው፣ ማለትም፣ ብዙ ተመሳሳይ ስራዎችን ለመፍታት ሊያገለግሉ ይችላሉ።
የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋ ዳታ እና አልጎሪዝም አወቃቀሮችን ለመፃፍ ልዩ ህጎች ስብስብ ነው። በአሁኑ ጊዜ በሁሉም የሳይንስ ዘርፎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. የእሱ አስፈላጊ ገጽታ ፍጥነት ነው. አልጎሪዝም ቀርፋፋ ከሆነ፣ ምክንያታዊ እና ፈጣን ምላሽ ካልሰጠ፣ ለክለሳ ይመለሳል።
የአንዳንድ ተግባራት አፈፃፀም ጊዜ የሚወሰነው በመግቢያው ውሂብ መጠን ብቻ ሳይሆን በሌሎች ሁኔታዎችም ጭምር ነው። ለምሳሌ፣ ከፍተኛ ቁጥር ያላቸው ኢንቲጀሮችን ለመደርደር ስልተ ቀመር ቀላል እና ፈጣን ነው፣ የመጀመሪያ ደረጃ ምደባ እስከተደረገ ድረስ።
