Сборник ситуационных задач по химии. Методические рекомендации по применению ситуационных задач на уроках химии
 Скачать 268.5 Kb.
|
|
Ответы: Очень важное свойство помады – достаточно высокая температура плавления, чтобы помада не размазывалась на губах и не размягчалась при хранении. Это особенно важно в условиях жаркого климата, где помада может оплавляться и терять товарный вид еще при хранении. Поэтому следует предпочесть те компоненты, у которых более высокие температуры плавления. В соответствии с изменением свойств органических соединений одного класса в гомологических рядах у состава на основецетилового и стеарилового спиртов более высокая температура плавления. Водка содержит 40% спирта, следовательно, ее надо взять в 2,5 раза больше, чем чистого спирта. На 100 г раствора потребуется водки 20х2,5=50 г, лимонной кислоты 2 г, ацетета алюминия 0,3 г, остальное – кипяченая вода; на 200 г раствора необходимо: 100 г водки, 4 г лимонной кислоты, 0,6 г ацетата алюминия, остальное – кипяченая вода. CaCl2 – 3,147 кг, NaCl – 0,688 кг В безвыходной ситуации можно использовать водку, спирт, одеколон или лосьон с высоким содержанием спирта, глицерин, разбавленный водой. Многоатомные спирты обладают слабыми кислотными свойствами, поэтому способны растворять накипь, которая состоит преимущественно из карбонатов кальция и магния с образованием этиленгликолятов. Вследствие этой реакции содержание чистого этиленгликоля в растворе снижается, изменяются его характеристики. Есть и физическая причина: слой накипи на стенках системы охлаждения препятствует нормальному теплообмену и снижает эффективность охлаждения 9. Зерно пшеницы твердых сортов содержит много белка, а в пшеницах мягких сортов меньше относительное содержание белка, но больше относительное содержание крахмала, который нужен для производства спирта. 10. Все эти соединения являются ароматическими углеводородами и содержат в молекуле обну или несколько групп ОН. Они относятся к производным фенола. 11. Ответ: Свыше 3 млн. рублей. 12. Точную формулу нитрафена написать невозможно, т.к. он не является чистым веществом, а представляет собой смесь нескольких веществ одной химической природы. Каменноугольные фенолы – смесь моно- , ди- и трифенолов, а также крезола, при их нитровании также образуется смесь продуктов, в молекулах которых содержится различное число нитрогрупп. Альдегиды и кетоны 1. Известно, что ацетон хорошо растворяет все лаки и эмали для ногтей, и с его помощью легко удалить лак с ногтей. Но, разбавляя ацетоном засохший лак, мы замечаем, что после этого он ложится на ногти неровно. Попробуйте объяснить, почему так происходит. Ответ вам подскажет информация о составе лака, которая есть на флакончиках. 2. Одним из ядовитых веществ, содержащихся в фальсифицированных спиртных напитках, является уксусный альдегид. Предложите химические способы его обнаружения. 3. Для борьбы со слизнями применяют метальдегид, или металь. Он представляет собой полимер ацетальдегида формулы (СН3СНО)4. Препарат выпускают в виде приманки – гранул из отрубей, содержащих 5% метальдегида. Гранулы рассыпают на грядках, норма – 1,5 кг действующего вещества на гектар. Сколько препарата надо приобрести для однократной обработки огорода площадью 2 сотки? 4. Обычно слизни досаждают тем огородникам, у которых грядки расположены в тени плодовых деревьев. Если рассыпать приманку с металем на грядки, можно ли обрабатывать яблони над этими грядками бордоской жидкостью? 5. Для обработки семенных клубней картофеля против грибковых болезней применяют формальдегид СН2О. Рабочий раствор готовят разведением 40%-ного раствора формальдегида в соотношении 1:80, расход рабочего раствора 30 л на 1 т картофеля. Сколько вам потребуется формальдегида для обработки двух мешков (примерно 100 кг) посевного материала картофеля? 6. После забоя свиньи помещение, где она содержалась, тщательно дезинфицируют, и только после этого туда можно помещать другое животное. Для дезинфекции можно использовать формалин (40%-ный раствор формальдегида), который продается в аптеках. Сколько надо приобрести формалина для дезинфекции пола и стен в свинарнике размером 2х3 метра, высотой 2 мерта, если норма расхода при дезинфекии – 0,5 л 6%-ного раствора на 1 м2? (плотность раствора формалина принять за 1 г/мл) Ответы: Чтобы лак ровно ложился на ногти, он должен иметь оптимальную вязкость и время высыхания. Поэтому в состав лака входит смесь растворителей, чаще всего этилацетат, бутилацетат, изопропиловый спирт. У ацетона очень низкая температура кипения – 35 градусов, поэтому он очень быстро испаряется, и лак, разбавленный ацетоном, ложится неровно. Поэтому, если вам жалко выбрасывать пузырек с засохшим лаком, разбавьте его специальной жидкостью для снятия лака с ногтей. См. качественные реакции на альдегиды Ответ: 0,6 кг В бордоской жидкости содержится гидроксид меди (II), который взаимодействует с альдегидами, окисляя их до кислот, при этом медь со степенью окисления +2 восстанавливается до +1 и образуется Сu2O. Эти превращения протекают при нагревании, но нельзя полностью исключать возможность их частичного протекания и при обычных температурах. Поэтому лучше не опрыскивать бордоской жидкостью деревья над грядками, где рассыпанметальдегид. Часть метальдегида может превратиться в уксусную кислоту и потерять свою активность в отношении слизней. Для обработки двух мешков картофеля необходимо 37,5 мл 40% - ного раствора формальдегида. В аптеках под названием формалин продают 35-40%-ный раствор формальдегида с добавкой небольшого количества муравьиной кислоты. Для ваших целей необходимо купить один пузырек – 50 мл этого препарата. Ответ: Потребуется 1950 мл формалина. Карбоновые кислоты 1. Пот человека содержит 98-99% воды, низкомолекулярные жирные кислоты, лимонную, молочную и пировиноградную кислоты, аммиак, ацетон, холестерин, стероидные гормоны, около 0,3% хлористого натрия, катионы кальция и магния, сульфат- и фосфат-анионы, следовые количества белков. Какие из этих веществ могут вступать в химическое взаимодействие с мылом? 2. Почему врачи-дерматологи рекомендуют после душа, обязательно принимаемого перед бассейном, ополаскивать ступни ног раствором слабой кислоты? 3. Почему во все лосьоны для очистки кожи лица, помимо веществ, растворяющих кожное сало и удаляющих слущивающиеся частички рогового слоя кожи, обязательно добавляют слабые кислоты? 4. Для лечения малокровия (пониженного содержания в крови гемоглобина) издавна применяют препараты железа, в том числе сульфат железа(II), а иногда и восстановленное железо в порошке. Известен и старинный народный рецепт средства от малокровия – «железное» яблоко: в яблоко (лучше антоновское) втыкают несколько гвоздей и выдерживают сутки. Затем гвозди вынимают, а яблоко съедает больной. Как вы можете объяснить эффективность «железного» яблока с точки зрения химии? 5. Некоторые хозяйки перед варкой варенья обрабатывают кислые яблоки, например антоновские, слабым раствором пищевой соды. Это делается для того, чтобы яблоки не потемнели и не разварились. Как это отразится на пищевой ценности варенья? 6. В быту для удаления накипи применяют специальное средство – адипиновую кислоту HO-OC-(CH2)2-CO-OH, но если ее нет, пользуются уксусной кислотой. Многие хозяйки знают, что накипь хорошо растворяется с помощью перекисших хлебного кваса, чайного гриба, соков красной смородины, крыжовника, отвара щавеля. Можно использовать для этой цели и маринад, который остался в банке от консервированных томатов. При этом маринад быстрее и эффективнее удаляет накипь, чем чистая уксусная кислота, хотя концентрация уксуса в маринаде небольшая. Как можно объяснить эффективность этих природных «антинакипинов»? И какое еще применение в быту можно найти для перечисленных жидкостей? 7. Кариес стал настоящим бичом населения России. По статистике, им болеют более 96% населения. Одна из мер профилактики – тщательный уход за зубами. Желательно их чистить щеткой после каждого приема пищи. Но есть одно исключение: если вы ели кислые ягоды или фрукты, лучше в течение часа не чистить зубы, особенно жесткой щеткой. Почему? (Химический состав зубной эмали близок к составу минерала гидроксилапатита Ca5OH(PO4)3) 8. Почему с точки зрения химии для лучшего сцепления масляной краски с оштукатуренной поверхностью ее предварительно шпаклюют? 9. В желудке жвачных животных в результате гидролиза углеводов образуется уксусная, пропионовая и масляная кислоты в количестве до 12 кг кислот в сутки. Соотношение между отдельными кислотами зависит от рациона. Сено и солома способствуют образованию ацетатов, зерно – образованию пропионовой и масляной кислот. Соотношение кислот влияет на направленность обмена веществ в организме животных. Уксусная кислота способствует повышению жирномолочности коров, пропионовая – образованию мышечной массы, а масляная способствует возникновению патологии. Поэтому в рационе молочных коров должно быть много грубых кормов, а бычкам при откорме дают большое количество зерновых кормов. Чтобы сдвинуть обмен веществ в организме животных в нужном направлении ( у коров – в сторону образования молока, у бычков – мяса), применяют кормовые добавки, которые изменяют соотношение различных кислот в желудке животных. Это позволяет значительно повысить продуктивность животных. Какие химические соединения вы предложили бы для этой цели? 10.В 80-е годы двадцатого века в одном известном подмосковном колхозе случилось ЧП: в январе сгорел весь запас сена. В течение месяца коров кормили только силосом и концентратами. Молочное стадо колхоза было укомплектовано коровами айрширской породы, которая отличается не только высокими удоями, но и жирностью молока. Через месяц после такого резкого изменения рациона удои заметно снизились, а четыре коровы, самые высокоудойные, погибли. Как вы думаете, почему снизились удои и почему погибли самые высокопродуктивные животные? Ответы: 1. Мыла – натриевые соли высших жирных кислот – стеариновой C17H35COONa и пальмитиновой C15H31COONa. Как все растворимые соли, они могут вступать в реакции обмена с кислотами и другими солями. Образующаяся при гидролизе мыла щелочь взаимодействует с кислотами. 2. Верхний роговой слой кожи ступней и ладоней состоит преимущественно из кератина, структуру которого обусловливают водородные связи. Под действием горячей воды и мыла водородные связи разрушаются, верхний слой кожи разбухает, и в него могут проникнуть болезнетворные бактерии и грибки. Ополаскивание ступней слабокислым раствором способствует восстановлению водородных связей и прочности рогового слоя кожи, а также его естественной слабокислой реакции. Кроме того, в кислотной среде большинство болезнетворных бактерий и грибков размножаются менее активно. 4. Железо применяют для лечения малокровия потому, что оно входит в состав гемоглобина. Рекомендуют таким больным и яблоки, так как они – настоящий чемпион среди фруктов по содержанию железа (в среднем 2200 мг в 100 г продукта). Железо, входящее в состав сплава, из которого сделаны гвозди, растворяется, хотя и медленно, в органических кислотах, содержащихся в яблоке. Яблоко обогащается железом. Считается, что из всех сортов яблок больше всего железа в антоновских, много в них и кислот, что облегчает растворение железа. 5. Этого делать не следует, так как при обработке содой разрушаются витамины, прежде всего аскорбиновая кислота – витамин «С». Нейтрализуются и другие органические кислоты, содержащиеся в яблоках, - яблочная, виноградная, янтарная. Наличие таких кислот в большей степени и объясняется пищевая ценность фруктов, а обработка содой ее существенно снижает. 6. Эти природные растворители содержат двухосновные органические кислоты: щавелевую, янтарную, яблочную, которые слабее уксусной кислоты, но благодаря наличию двух карбоксильных групп намного прочнее связывают катионы металлов. С их помощью можно отчистить от ржавчины и накипи ванны, раковины. 7. Гидроксилапатит относится к основным солям, которые легко растворяются в кислотах, даже в таких слабых, как яблочная, лимонная, щавелевая, содержащихся в кислых фруктах. Поэтому, эмаль частично размягчается и при чистке зубов ее легко повредить. Лучше сразу после того, как вы поели кислые ягоды или фрукты, прополоскать рот раствором питьевой соды. 8.Если нанести масляную краску на непросохшую штукатурку, то Ca(OH)2 может вступить во взаимодействие с кислотными функциональными группами, сохранившимися в олифе: 2C2H5(CH=CH-CH2)3-(CH2)6COOH+Ca(OH)2-> ->[C2H4(CH=CH-CH2)3-(CH2)6COO]2Ca+2H2O При этом будет выделяться вода, как и в любой реакции нейтрализации. Кроме того, вода образуется и за счет испарения ее из штукатурного раствора и за счет взаимодействия Ca(OH)2 c CO2. Значит, под образующейся пленкой олифы идет процесс образования воды, в результате чего пленка отслаивается. Шпаклевки, которыми обязательно покрывают оштукатуренные поверхности перед нанесением масляных красок, представляют собой густые пасты на основе костного клея, мыла, карбоната кальция. Зашпаклеванную поверхность можно покрывать после высыхания шпаклевки и масляной краской, и эмалью, не опасаясь отслоения. Шпаклевка необходима и для того, чтобы краска ложилась более ровно, так как пористый слой штукатурки неодинаково впитывает краску, в результате стены кажутся окрашенными неровно – светлыми и темными пятнами. 9. Включать в рацион животных непосредственно кислоты нежелательно, так как они могут вызвать раздражение пищеварительного тракта, к тому же эти кислоты – жидкие вещества, которые трудно хранить и дозировать. Поэтому пользуются их натриевыми солями – ацетатом и пропионатом натрия. В желудке они подвергаются гидролизу с образованием соответствующих кислот. Молочным коровам дают ацетат натрия, бычкам – пропионат натрия. Широкого применения этот метод не получил из-за высокой стоимости указанных солей. 10.Силос имеет кислотную реакцию за счет содержания органических кислот – молочной, которая образуется в результате молочнокислого брожения углеводов: С6Н12О6->2СН3-СНОН-СООН а также небольших количеств уксусной кислоты. В хорошем силосе содержание уксусной кислоты не превышает 0,6%, в плохом – достигает 2% и может присутствовать масляная кислота С3Н7СООН. К сожалению, из-за нарушения технологии закладки силоса очень часто в силосной массе протекают не только процессы молочнокислого, но и маслянокислого брожения, и накапливается масляная кислота: С6Н12О6->С3Н7СООН+2Н2+2СО2 Скармливание коровам большого количества силоса нарушает баланс кислот в их желудке и весь обмен веществ в организме. А чем выше продуктивность животного, тем сильнее оно подвержено этому влиянию. Поэтому самые продуктивные животные погибли. Скорее всего, силос был не самого лучшего качества. Сложные эфиры. Жиры. Мыла. 1. Если постирать темные вещи с мылом в жесткой воде, то после стирки и полоскания на них останется «седой» налет. Как его устранить и что можно сделать для предотвращения его образования? 2. Вам нужно удалить подсолнечного масла и йода. Можно ли сделать это физическим способом, не прибегая к помощи химии? 3. Если вы посадили на одежду жирное пятно за праздничным столом и нет возможности сразу же заняться его выведением, рекомендуется немедленно засыпать пятно солью. Иногда после такой обработки пятно полностью исчезает. К каким способам выведения можно отнести этот прием – к физическим или к химическим? 4.Многие хозяйки знают, что освежить залоснившийся воротник пиджака можно, протерев его кусочком поролона, смоченном в нашатырном спирте. При этом раствор аммиака, как и щелочи разлагает жиры, которые в данном случае и являются основным загрязняющим веществом. Почему для этой цели не рекомендуют использовать раствор соды? 5. Лак для ногтей легче всего удалить с помощью ацетона или таких органических растворителей, как толуол, этилацетат, бутилацетат. Однако парфюмерно-косметическая промышленность выпускает разнообразные жидкости для снятия лака, содержащие, кроме растворителей жиры и воски, и косметологи рекомендуют пользоваться именно этими средствами, а не чистыми растворителями. Как вы можете это объяснить, зная состав и свойства кератина? 6. Почему пятна от растительного масла, особенно горячего, через несколько дней уже невозможно вывести с одежды с помощью растворителя и в то же время пятно от растопленного сала или сливочного масла можно без труда удалить с помощью того же растворителя даже спустя довольно длительный период времени? 7. Помогая подруге на кухне готовиться к приему гостей, вы посадили масляное пятно на шерстяную юбку. Известно, что такое пятно можно удалить, если сразу же засыпать его мелкой солью или зубным порошком. Зубного порошка в доме не оказалось, соль была только крупная, и подруга предложила вам засыпать пятно питьевой содой. Стоит ли пользоваться этим советом? К каким последствиям это может привести? 8. Иногда в продаже можно встретить очень своеобразное моющее средство, которое называется «Мыло с желчью». Как вы думаете, в чем сущность его моющего действия с точки зрения химии, какие загрязнения им лучше всего отстирывать и в каких условиях? Будет ли это средство эффективно для стирки рабочей одежды автомеханика? 9. На этикетке рапсового масла производства фирмы «Олейна» (Польша) указан его состав (в г на 100 г продукта): насыщенные жирные кислоты – 7, ненасыщенные жирные монокислоты – 63, ненасыщенные жирные поликислоты – 30. Что вы можете сказать об этой информации? 10. Если вам срочно надо смазать швейную машинку, а в доме нет машинного масла, можно ли воспользоваться растительным? Ответы: |