Кислотные и основные свойства в неорганической химии

Для удобства классификации большинство сложных соединений принято делить на основные, кислотные и продукты их взаимодействия (соли). Исходя из определения, постулируется, что основные вещества реагируют с кислотными веществами. Тогда как с себе подобными они не реагируют в рамках ионообменных реакций, т.е. без изменения степеней окисления элементов. Не стоит путать это подразделение с другой классификацией: окислительными и восстановительными свойствами молекул и кристаллов.

Давайте рассмотрим обычную школьную задачу по химии, которая поможет проиллюстрировать кислотные и основные свойства. Обычно такие упражнения не вызывают сложности у ребят на выпускных экзаменах (ОГЭ и ЕГЭ), а, значит, могут быть освоены даже без непосредственной помощи репетитора.

Итак, требуется определить химическое поведение («свойства») оксида серы (IV). Даны следующие варианты ответа:

1. Основный оксид.
2. Кислотный оксид.
3. Амфотерный оксид.
4. Несолеобразующий оксид.

ПОИСК РЕШЕНИЯ И ХОД МЫСЛЕЙ

Для начала напомним, что число в скобках означает степень окисления элемента. Латинское обозначение «IV» соответствует арабскому «4». То есть степень окисления серы в оксиде равна четырем.

Сера находится в шестнадцатой (по-старому в шестой) группе таблицы Менделеева. Это ярко выраженный элемент-неметалл. Таким образом, сразу отпадают варианты (1) и (3), ведь основные оксиды образуют только металлы. Амфотерные же оксиды могут создавать элементы из средних групп Периодической системы. Скажем, алюминий, железо или олово имеют соответствующие некоторым их степеням окисления амфотерные оксиды. А вот сера такого позволить себе не может.

Что ж, мы уверенно начали. Осталось выбрать между двумя оставшимися вариантами ответа. Может ли оксид серы (IV) оказаться несолеобразующим? Едва ли, ведь ему непосредственно соответствует сернистая кислота. Чтобы получить ее, достаточно к нашему оксиду просто добавить воды.

Таким образом, методом исключения мы получили вариант под номером 3. Это и есть правильный ответ. Тем более, что все высшие оксиды серы имеют отлично выраженные кислотные свойства, и об этом знает каждый старательный девятиклассник.

Если что-то осталось непонятным по физике, химии или математике, к тебе на помощь всегда спешит твой замечательный репетитор. А если ты модный отличник, то не помешает изучать эти предметы параллельно и на английском языке.

Сила упругости против силы тяжести

Когда вы готовитесь к экзаменам по физике, неважно ОГЭ или ЕГЭ, обязательно нужно разобрать задачи с силой упругости. Сила упругости возникает в теле в ответ на деформацию, которая с ним происходит, например, в пружине. Допустим на пружину динамометра повесили груз. Его масса 400 грамм. Растяжение пружины составило 5 мм. Нужно найти жесткость пружины.

Решим такую задачу

Пружина - это вроде очень простой механизм. Тянешь вниз, и она растягивается. Однако, школьники не всегда понимают, чему равна величина силы упругости, которая возникает в пружине. Эта сила прямо пропорциональна растяжению пружины, то есть чем больше растянута пружина, тем больше сила упругости. Также на величину этой силы влияет такая характеристика как жесткость. Жесткость пружины - это величина постоянная для данной конкретной пружины. Она определяется материалом и конструкцией пружины. Так вот, когда к пружине подвешен груз, то на нее действуют 2 силы: вес тела равный произведению массы на ускорение свободного падения, сила направленная вниз и сила упругости, старающаяся вернуть тело в исходное положение, направленная вверх. Поскольку пружина находится в равновесии, то эти две силы компенсируют друг друга. Они равны по модулю. Запишем формулы.

Ответ 800 Н/м

Разбор задачи получился очень подробным, однако, если у вас все-таки остались какие-то вопросы, то следует написать своему репетитору.

Кинематика: лодка бороздит бескрайнюю реку

Задачи разной степени сложности про движение лодки или корабля по реке нередко попадаются на экзаменах ОГЭ и ЕГЭ. Однако не всегда ученики с легкостью их решают, если не были хорошо заранее натасканы хорошим репетитором. Предлагаем к разбору следующую задачу, чтобы не только оценить собственные силы, но и отработать важный навык.

Моторная лодка при постоянной мощности двигателя перемещается по течению реки со скоростью 7 метров в секунду. В обратном же направлении ее движение происходит со скоростью всего лишь 3 метра в секунду. Исходя из указанных параметров движения, определите скорость, с которой течет данная река, и приведите всю цепочку своих рассуждений.

КАК ЭТО РЕШАТЬ?

Это задача имеет скорее отношение к математике, чем к физике. Нужно понимать, как решать задачи с двумя неизвестными при прочих заданных параметрах.

Скорость течения реки оказывает значительное влияние на скорость лодки. Так, при движении по течению скорость лодки более чем в два раза превосходит таковую при движении против течения. В первом случае скорости лодки и течения складываются, а во втором они вычитаются. Поскольку и по течению, и против него в одной и той же реке плывет одна и та же моторная лодка (согласно условию, мощность лодки постоянна), то имеем лишь две неизвестные величины: скорость лодки и скорость течения. Эти величины могут быть найдены посредством составления системы двух линейных уравнений. 

Для определения скорости реки и скорости лодки составим систему уравнений. При движении лодки по течению скорость лодки v_л и скорость течения реки v_р складываются: 

 v_л+v_р=7 (м/с)

При движении лодки против течения скорость лодки и скорость течения реки вычитаются: 

 v_л-v_р=3 (м/с)

Решив полученную систему линейных уравнений, вы получите одновременно и скорость лодки, и скорость реки: v_л = 5 (м⁄с) и v_р=2(м⁄с). Остается лишь записать в ответ именно ту неизвестную величину, нахождение которой запрашивалось в задаче. 

Ответ 

Река, по которой рассекает модная моторная лодка, течет со скоростью 2 м/с. 

Надеюсь, с этой задачей вы без проблем разобрались. Если остались какие-то вопросы, тогда следует их сформулировать и обратиться к репетитору за конкретной помощью.

Брусок, не обижай Ньютона!

Рассмотрим сегодня решение следующей задачи, которая часто попадается на пробниках и может быть на экзамене (ОГЭ и даже ЕГЭ). Брусок лежит на шероховатом горизонтальном столе и на него действуют горизонтально направленной силой 4 Н. В результате действия силы, брусок приобретает ускорение 2 м⁄с². Коэффициент трения бруска о стол равен 0,2. Чему равна масса бруска?

РЕШЕНИЕ

К решению данной задачи нужно подходить подготовленным. Уже должны быть изучены законы Ньютона. Должно быть понимание, как считать силу трения скольжения и чем она отличается от других сил трения. Если в усвоении данных тем у вас возникают трудности, то это повод обратиться к опытному репетитору.

Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на мгновенное ускорение тела. В данном случае тело движется в одном из горизонтальных направлений. 

На тело действуют сила F = 4 Н и сила F_тр скольжения, которые направлены в противоположенные стороны. По определению, сила трения скольжения равна произведению коэффициента трения на силу реакции опоры. Если тело не движется с ускорением, направленным вверх или вниз, сила реакции опоры равна по модулю весу: F=mg (согласно третьему закону Ньютона). Таким образом, сила трения скольжения равна F_тр =μmg, где μ – коэффициент трения бруска. Запишем второй закон Ньютона для бруска: 

Ответ: 1 кг.

Как догадаться, какое явление физическое, а какое химическое?

 

Предлагаю немного поговорить о разделение на физические и химические явления в естествознании. Школьник должен в этой теме хорошо ориентироваться, поскольку на выпускном экзамене по химии (а иногда и по физике) ему будут предложены подобные тесты.

Что же такое химическое явление? Это некий процесс, который связан с разрывом и образованием химических связей. Иными словами, из одной молекулы получается посредством некоторой последовательности перекомбинации существующих атомов другая частица. Происходит так называемая химическая реакция. Напротив, физический процесс не имеет никакого отношения к химическим реакциям, но характеризуется изменениями формы, массы, прочности тела, его электрического заряда. Также несложно будет выделить и биологический процесс. В нем происходит нечто, что имеет отношение к жизни, живым существам. Например, деление инфузории-туфельки – отличный пример биологического процесса.

Читать статью

Энергичный мячик: из кинетической в потенциальную

Мячик бросили вверх с поверхности Земли. Масса мяча 100 г. Максимальная высота подъема мяча - 2 м. Когда мяч начал падать, то его поймали на некоторой высоте относительно поверхности Земли. Кинетическая энергия в этот момент была равна 0,5 Дж. Чему была равна высота? Сопротивление воздуха не учитывать.

С ЧЕГО НАЧАТЬ?

Сначала мяч движется вертикально вверх. Его потенциальная энергия увеличивается, а кинетическая энергия уменьшается. На высоте 2 м мяч на мгновение останавливается. Его кинетическая энергия в этот момент равна нулю, а потенциальная энергия определяется формулой E_п=mgh. Впоследствии мяч начинает падать, т.е. его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается. Мяч поймали на некотором возвышении относительно поверхности Земли, когда его кинетическая энергия была равна 0,5 Дж. 

Чтобы решить данную и подобные ей задачи, необходимо в первую очередь вычислить полную механическую энергию летающего тела. Этот обязательный мысленный прием необходимо усвоить и закрепить. Из сказанного выше следует, что полная механическая энергия мяча равна потенциальной энергии в высшей точке его траектории и может быть вычислена по формуле 

 E = mgh;

 E = 0,1 * 10 * 2 = 2 (Дж)

Когда мяч поймали, его кинетическая энергия была равна 0,5 Дж. Мы знаем, что потенциальная энергия равна разности между полной механической энергией и кинетической энергией, т.е. 2 – 0,5 = 1,5 (Дж). Обратите внимание, что силой сопротивления воздуха (трения об воздух) условия задачи требуют пренебречь. Теперь мы знаем потенциальную энергию в момент поимки мяча и остается лишь узнать, на какой высоте он быть схвачен. Из хорошо известного нам определения потенциальной энергии (E_п=mgh), получаем выражения для высоты: 

Ответ: 1,5 м. 

О законе сохранения энергии: модуль работы силы сопротивления

Сегодня мне захотелось поговорить о задачах, которые проверяют, насколько хорошо студенты освоили законы сохранения. Используя знание о неизменности некоторых механических величин в изолированных системах, можно рассчитывать довольно широкое многообразие физических параметров. 

Читать статью

Почему учить химию в школе – не такое уж глупое и бесполезное занятие?

Обсудим ситуацию с химическим образованием. Химия в школе имеет не самую привлекательную репутацию. Так сложилась жизнь. В хороших учебных заведениях она сложна, непонятна, и за нее ставят двойки. В посредственных же дворовых школах учитель химии зачастую не успевает даже начать урок, поскольку занят вправлением дисциплины и решением более житейских вопросов.

Читать статью

По какой причине химическое равновесие называют динамическим?

Существуют процессы статические и динамические. Это очень условное подразделение, но, тем не менее, оно используется в естественных науках для характеристики изучаемого явления. Так вот химическое равновесие понимается учеными именно как динамический процесс. А деревянный брусок, лежащий на столе – как статический. Давайте разбираться, почему так получается.

Читать статью