Професійно-спрямовані задачі з хімії для учнів з професії «Кухар. Кондитер»

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Кіровоградська обласна державна адміністрація

Гайворонський професійний аграрний ліцей

Професійно-спрямовані задачі

з хімії

для учнів з професії

«Кухар. Кондитер»

Гайворон

2017

Збірник  задачі з хімії професійного спрямування

Автор : Стародуб Інна Анатоліївна

Посада : викладач хімії

Кваліфікаційна категорія :  викладач вищої  категорії, методист

Місце роботи : Гайворонський професійний аграрний ліцей

Назва матеріалу : Професійно-спрямовані задачі з хімії для учнів з професії «Кухар. Кондитер»

Обсяг матеріалу :

Рецензент : методист

Анотація

       У збірнику зібрані задач з   хімії , які мають професійне спрямування для учнів з професії «Кухар. Кондитер». У багатьох задачах наведені короткі теоретичні відомості та  приклади розв’язання задач. Збірник призначений для   викладачів професійно – технічних закладів, а також учнів, які проявляють інтерес до вивчення даних предметів.

Матеріали розглянуто  схвалені на засіданні методичної комісії природничо – математичного  циклу.

Протокол № 4   від   -  25.11. 2017року

З М І С Т

1. Вступ…………………………………………....4
2. Зразки розв’язку задач………………………6 – 13
3. Задачі ………………………………………..14-16

Вступ.

Згідно з вимогами Державного стандарту базової і повної середньої освіти  вивчення хімії в ПТНЗ полягає у подальшому розвитку теоретичних і практичних знань і навичок учнів, у реалізації професійної спрямованості навчання.

Основними ознаками викладання хімії поряд з отриманням загальної середньої освіти є зв'язок із змістом професійної підготовки, відповідність вимогам кваліфікаційної характеристики і підготовка бази для предметів професійно-технічного циклу щодо розуміння хімічних процесів, які є визначальними у професії.

Розв’язування задач є одним з важливих факторів поєднання теорії з практикою, активізації пізнавальної діяльності учнів. Розв’язуючи задачі учні набувають навичок самостійної роботи. Як форма навчання, розв’язування задач розвиває спостережливість учнів, виховує ініціативу.

В даному збірнику представлені задачі, які відображають реальні умови здійснення хімічних процесів в умовах виробництва та мають певну фахову спрямованість. Розв’язування задач виробничого змісту дає змогу встановлювати міжпредметні зв’язки з метою формування в учнів цілісного уявлення про процеси, які протікають на виробництві, готує до майбутньої професійної діяльності .

До збірки  включено окрім  задач традиційного типу певну частину вправ теоретичного плану. Задачі теоретичного змісту не вимагають математичних розрахунків, а опираючись на теоретичні знання, формують логічне мислення та вміння шукати вихід із складних виробничих ситуацій.

Враховуючи різний рівень шкільної підготовки учнів професійно технічного закладу, збірник включає задачі різної складності. Більшість із них відповідають навчальній  програмі і можуть бути використані учнями у практичній роботі. Але є задачі і підвищеної складності,  які можуть бути з успіхом використані для поглиблення знань з хімії. Для деяких задач наведено кілька способів розв’язування.

Даний збірник задач повинен допомогти більш глибокому засвоєнню теоретичного і фактичного матеріалу, викладеного в підручнику, сприяти його закріпленню. Задачі і вправи можуть бути використані для домашніх завдань та для самостійного опрацювання.

Матеріал використовується при актуалізації попередніх знань, при вивченні нового матеріалу, для закріплення індивідуальних домашніх завдань та для контролю знань.

Задача №1 . Безквітні торти, тістечка, ромові баби будуть смачнішими і соковитішими, якщо їх просочувати ароматизованими цукровими сиропами. . Для приготування такого сиропу в 200 мл води розчиняють 60 г цукру.  При якій температурі буде кипіти цей розчин?

Розв’язування

 Під час розв’язування враховуємо, що маса 200 мл  води рівна 200 г, ебуліоскопічна стала води – 0,516,  а молярна маса цукру С₁₂Н₂₂О₁₁ складає 342 г/моль.

1. Перераховуємо масу цукру на 1000 г води:

 m =   = 300

2. Визначаємо молярність розчину:

   С _m =    = 0,877

3.   Обраховуємо підвищення температури кипіння розчину (згідно другого закону Рауля) :

Т_кип   = 0,516  ∙ 0,877 =0,45

Вода кипить при 100⁰С (373,15 К ), відповідно розчин кипить при 100,45⁰С або374,83 К .

Задача №2 .  Для приготування цукрового сиропу в 200 мп води розчинили 50 г цукру. Яка масова частка цукру в отриманому розчині?

Розв’язування:

1. Густина води дорівнює одиниці, тому маса 200 мл   води  рівна 200г. Обраховуємо масу розчину:

 m = m(Н₂О) + m ( цукру) = 200 + 50 = 250 г

2. Знаходимо масову частку розчиненої речовини:

(цукру)  =  50÷250 ×100% =  20%

Відповідь: 20%

Задача №3.  Під час  приготування холодцю із однієї літри розчину з масовою часткою Nа СІ  3,7%  і густиною 1,025 випарувалось  200 г води. Чому дорівнює масова  доля  Nа СІ в одержаному після випаровування розчині?

Розв’язування:

1. Обраховуємо масу m ₁ вихідного розчину:

      m ₁ =  V ∙ P = 1000 ∙ 1,025 = 1025 г.

2. Знаходимо массу хлориду натрію в вихідному розчині:

       m (Nа СІ) =  =     = 38 г.

3. Обраховуємо масу розчину m ₂ після випаровування:

                    m ₂ =  m ₁ -  m(Н₂О)  =1025 – 200 = 825

4. Знаходимо масову частку хлориду натрію в отриманому розчині:

ω₂ (Nа СІ) =  100%   =    100% = 4,6%

Відповідь:  4,6 %.

Задача №4.   Для засолки  огірків кухарі використовують 7% -й  розчин кухонної солі.  Саме такий розчин в достатній  мірі пригнічує життєдіяльність хвороботворних бактерій і пліснявих грибів і в той же час не перешкоджає процесам молочнокислого бродіння. Розрахуйте  скільки грамів кухонної солі та води необхідно взяти, щоб приготувати 10 літрів такого розсолу?     

Дано:     Розв’язування: 

 V(р-ну) =10л    

(Nа СІ ) = 7%

m ( Nа СІ  ) - ? 

m(Н2О)  - ?

1)  За умовою задачі для того, щоб приготувати 7%  розчин хлориду натрію необхідно 7г солі (NаСІ ) розчинити в 100 мл води (Н₂О)

Враховуючи, що в 1 л міститься 1000 мл,

 відповідно, в 10 л міститься 10 000 мл,   

знайдемо скільки г солі міститься в 10 000 мл води

Складаємо пропорцію:

в   100мл  Н₂О       міститься     7г  Nа СІ 

в  10 000 мл  Н₂О   міститься     хг  Nа СІ 

Звідки:   х =     =   700г

2)Вирахуємо масу води, яку необхідно взяти для приготування розчину за формулою:

 m (розчинника) =  m  (розчину) -  m (розчиненої речовини)

 m(_Н2О)  = 10 000 – 700 = 930 (г).

Відповідь:  маса кухонної =700г, а  маса води = 930г.

Задача №5.   При сушінні яблука втрачають 84% своєї вологи. Скільки треба взяти свіжих яблук, щоб одержати 12 кг сушених?

Розв’язування:

При сушінні залишається тверда маса:  

100% - 84% = 16%

Складаємо пропорцію:

16% - 12 кг

100% - х кг

Х =  12 ×100 ÷16 = 75 (кг)

Відповідь: 75 кг свіжих яблук.

Задача №6 .   У  Стародавньому Римі дію оцтової кислоти на свинець використовували для виготовлення густого солодкого напою «сапу». Скисле вино наливали у свинцеві горнятка й витримували на повітрі деякий час. Римські аристократи істотно вкорочували собі життя, ласуючи цим трунком. Адже солодкий смак йому надавав, так званий, свинцевий цукор, який ще називають «цукром Сатурна» - отруйний плюмбум (ІІ) ацетат, який утворювався в результаті реакції взаємодії етилового спирту свинцю та кисню..  Запишіть рівняння реакції, за яким проходить цей процес.

Розв’язування:

4СН₃ СООН   + 2Рв +О₂ → 2 Рв(СН₃ СОО)₂  + Н₂О

Задача №7.    За давніми рецептами, перед коптінням окорока, м'ясо занурювали на кілька діб у концентрований розчин кухонної солі. Для цього сіль розчиняли в гарячій воді, а потім цей розчин охолоджували.   Так, із 10 кілограмів розчину з масовою часткою натрій хлориду (Nа СІ  ) 20%  при охолодженні  виділилось 400  грамів солі. Чому дорівнює масова частка натрій хлориду в охолодженому розчині?

Розв’язування:

Вводимо позначення:

ω₁ ,  ω₂  - масові частки солі (розчиненої речовини) відповідно в 1 розчині, в 2 розчині.

m ₁   (речовини)_,    m ₂  (речовини) – маси розчинених речовин  в відповідних розчинах.

Використовуючи формулу  знаходження масової частки речовини (солі) в розчині:

ω_{1(речовини)} = 

визначимо масу першої речовини:

m ₁   (речовини)  =  m ₁   (розчину)  ∙  ω₁(речовини)

      Одержуємо:

m _{1 (речовини)} = m₁ (розчину)  ×ω₁(речовини)

m _{1 (речовини) =} 10000  ∙  0,2 = 2 000 (г)

Якщо розчин 20 %, то масова частка солі в ньому 0,2.

За умовою задачі при охолодженні розчину хлориду натрію (Nа СІ  ) виділилось 400г солі. Відповідно маса розчиненої речовини в одержаному розчині дорівнює:

m ₂  (речовини) =2000-400 = 1 600 (г)

Знаходимо масу 2 розчину:    

m ₂  (розчину)  = 10000 – 400 = 9 600

   Запишемо загальну формулу для знаходження масової частки солі в одержаному розчині:

ω_{2  (речовини)} = 

Масова частка розчиненої речовини в розчині – це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину. Виражається в частках одиниці        або в %. Слід відмітити, що масова частка розчиненої речовини в розчині, виражена  в %, називається процентною концентрацією розчину.

ω2  (речовини) = 1600:9600 = 0,167 або 16,7 %

Відповідь: 16,7%.

Задача №8 .   Зараз важко уявити як можна приготувати безліч страв без  такого необхідного мінералу  як сіль.  Але колись сіль була дорогим товаром . Ломоносов писав, що в той час за чотири невеликих куска солі в Абіссінії можна було купити раба.  Сіль подавали на стіл в дорогих солонках, її берегли, економили. Наявність солі на столі було ознакою добробуту і благополуччя. Сьогодні в продажу є великий вибір солі, але найкориснішою є морська кухонна сіль.  Морська вода містить 6% солі. Скільки води потрібно взяти, щоб отримати 42 кг солі?

Дано:     Розв’язування:  

  ω(Nа СІ )= 6% 

m (Nа СІ ) = 42 кг       

m  _Н2О -?

Складаємо пропорцію:

           6 кг солі     міститься   у 100 кг води

          42 кг солі  міститься  у      х  кг води                                            

      m =        =700кг

Відповідь:  700 кг води.    

Задача №9.   Оцтова кислота була єдиною, яку знали стародавні греки. Звідси її назва «оксос» - кисле, кислий смак. Оскільки кислотне середовище пригнічує життєдіяльність мікроорганізмів, оцтову кислоту використовують при консервуванні харчових продуктів, наприклад в складі маринадів.

    Аналіз оцтової кислоти показує, що в ній на 2,1 вагові частини вуглецю приходиться 0,35 вагової частини водню і 2,8 вагової частини кисню. Густина пари оцтової кислоти за воднем рівна 30, відповідно, її молекулярна вага рівна   302 = 60.  Потрібно вивести молекулярну формулу оцтової кислоти.

Розв’язування:  Знаходимо спочатку відношення між числом атомів вуглецю (X), водню (Y ), і кисню ( Z)  в молекулі оцтової кислоти (С _XН _YО _Z):

                 X :  Y :  Z = : :   =  0,175 : 0,35 : 0,175

  Розділивши всі три члени другої половини рівності на 0,175, одержимо:

                                X :  Y :  Z = 1 : 2 : 1

 Найпростіша формула оцтової кислоти:  СН₂О.

Обраховуємо тепер, якою  б  була молекулярна вага оцтової кислоти, якщо б найпростіша формула відповідала дійсному складу її молекули. Одержуємо число 30. Але найдена дослідним  шляхом молекулярна  вага оцтової кислоти рівна 60, тобто вдвоє більша вирахуваної. Звідси робимо висновок, що в молекулі оцтової кислоти вдвічі більше атомів, ніж показує найпростіша формула. Отже, її істинна ( молекулярна) формула   С₂Н₄О₂

Відповідь:  С₂Н₄О₂

Задача №10.    Приготувавши 500г   12 – процентного розчину солі для маринаду, виявилося, що він надто солоний. Тому до нього додали 300г води. Визначити якої концентрації розчин солі утворився.

 Розв’язування: 

 у   100 г розчину міститься 12 г солі;

у   500г               -------            60г солі.

  Якщо добавити до розчину  300г води. Його маса становитиме

        500 + 300 = 800(г).

  Визначимо концентрацію новоутвореного розчину:

 у   800г розчину міститься     60 г солі

 у   100 г               --------            х  г солі

                     х =    =7,5 г або 7,5%

Відповідь: 7,5 %.

1. До розчину масою 160г з масовою часткою кухонної солі 10% додали 40г солі. Яка масова частка солі в утвореному розчині?

2. Обчисліть масову частку кухонної солі у розчині, одержаному при розчиненні 20г солі в 200г води.

3. Оцтову кислоту масою 20г розчинили у воді масою 180г. Яка  масова частка оцтової кислоти у добутому розчині?

4. Які маси яблучної кислоти та об'єм води необхідно взяти для приготування 500г розчину з масовою часткою кислоти 10%?

5. Лимонну кислоту масою 20г розчинили у воді 200г. Яка масова частка лимонної кислоти у добутому розчині?

6. Для приготування цукрового сиропу в 200 мл води розчинили 50 г цукру. Яка масова частка цукру в отриманому розчині?

7. Для засолки  огірків кухарі використовують 7% -й  розчин кухонної солі.  Саме такий розчин в достатній  мірі пригнічує життєдіяльність хвороботворних бактерій і пліснявих грибів і в той же час не перешкоджає процесам молочнокислого бродіння. Розрахуйте  скільки грамів кухонної солі та води необхідно взяти, щоб приготувати 5 літрів такого розсолу?

8.    При сушінні яблука втрачають 84% своєї вологи. Скільки треба взяти свіжих яблук, щоб одержати 10 кг сушених?

9. Під час квашення фруктів і овочів утворюється молочна кислота, формула якої

СН₃ – СН – СООН

│

ОН

Складіть 1 гомолог і 1 ізомер для кислоти.

10. Мурашина кислота, що входить до складу кропиви яку використовують для приготування салатів, має властивості карбонових кислот і альдегідів. Підтвердити рівняннями хімічних реакцій.

11. Дописати рівняння хімічних реакцій, вказати до якого класу вони відносяться і де використовуються в професії:

1) СН₃СООН + Na HCO₃ →

2) HCOH + Ag₂O →

3) C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O →

12. Здійснити перетворення , назвати речовини і вказати, які із них застосовуються в професії.

СН₄ → С₂Н₂ → С₂Н₄ →(– СН₂ – СН₂– )

13. Здійснити перетворення, назвати речовини і вказати, які із них застосовуються в професії

С₂Н₂ →С₂Н₄ → С₂ Н₅ОН → СН₃-СОН →СН₃ – СООН

14. Скільки можна одержати глюкози із 1т картоплі, якщо її піддають гідролізу з 0,5т води? Де цей процес відбувається в харчовій промисловості?

15. У 100г яблучного пюре містить 10г глюкози. Скільки це становить відсотків?

16. У 10кг малини міститься 10г бензойної кислоти. Скільки це становить відсотків? Записати формулу бензойної кислоти та вказати до якої групи карбонових кислот вона відноситься.

17. Яблучну кислоту масою 100г розчинили у воді масою 200г. Яка масова частка яблучної кислоти в добутому розчині?

18. Виконати перетворення та вказати, які речовини і де можна використовувати, працюючи за професією "Кухар".

СН4 → С2Н2 → С2Н2 → С2Н5ОН → С2Н4→ (- СН2 –СН2 - )

19. Чим відрізняється пластмаси від власне полімерів? Завдяки чому з поліетилену можна виробляти і плівку для упаковки харчових продуктів і посуд?

20. Знаючи властивості білків, поясніть чому посуд із під молочних продуктів слід мити спершу холодною водою, а потім гарячою, а не навпаки.