Сто ошибок в учебнике химии для 8-го класса

Facebook
ПлохоТак себеСреднеХорошоОтлично - Ваше мнение | Оценок: 5, Рейтинг: 4.80/5
Loading ... Loading ...
Просмотров: 382

Ошибки в учебнике химии О.С. Габриеляна для 8-го класса (издания 1997 г. – 2005 г.)

Системный анализ учебной литературы – способ объективной оценки работы Министерства образования.

Часть 1. Анализ учебника химии для 8-го класса О.С. Габриеляна

1. Введение

Системный подход к анализу учебной литературы, в частности учебников по научным дисциплинам (химия, физика, биология, география и т.п.) в основном включает: 1) анализ учебника как источника научной информации; 2) логический анализ; 3) дидактический анализ. Могут быть полезными и более специализированные операции, например, при логическом анализе концентрировать внимание на определениях основных понятий и их взаимосвязь, а при дидактическом анализе отдельно рассматривать, например, систему межпредметных связей. Зачем нужен системный анализ? Во-первых, только системный подход может дать полную информацию об учебнике. Следовательно, он является научной основой для экспертизы учебников и конкурсного отбора (в случае честного соревнования) учебников. Во-вторых, системный подход позволяет не только выявлять и классифицировать различные дефекты учебника (первый этап анализа), но и находить в нем новые идеи: все это необходимо для создания учебников нового поколения. В-третьих, учебник – средство обучения, которое создается и используется в сфере образования. Следовательно, системный анализ является источником достоверной информации о работе Федеральных экспертных советов и Министерства образования.

Объект анализа. Учебник для 8 класса О.С. Габриеляна. Рецензенты: д.х.н., профессор Р.А. Лидин, к.х.н. В.Е. Кочурихин, учитель химии школы № 1748 (Москва) О.Ю. Гончарук. Имеет гриф: «Допущено Министерством образования Российской Федерации». «Дрофа». Москва. 6-е издание. 2002 год. Тираж 200000 экз. Этот учебник издавался с 1997 года по 2005 (?).  Учебник О.С. Габриеляна – один из основных учебников по химии, с которым по долгу службы должны были бы ознакомиться около двадцати тысяч учителей химии, тысячи методистов, десятки доцентов и профессоров, работающих в сфере школьного химического образования. Детальный анализ этого учебника дает объективную информацию о работе Министерства образования (и науки – с 2004))  с 1997 г. по 2009 г., работе Федерального экспертного совета (1997 г.), всей системы образования в России.

Внимание! В 2009 году вышел из печати переработанный и дополненный, фактически новый учебник О.С. Габриеляна для 8-го класса, содержащий  меньше ошибок по сравнению с предыдущими изданиями (см. сайт).

Министерство образования и науки ОБМАНУЛО российский народ: на издании 2009 года написано, что это 15-е издание, СТЕРЕОТИПНОЕ. Стереотипное означает «неизмененное». А на самом деле, по сути, это НОВЫЙ учебник. Новый учебник (точнее «учебник»)  тоже является нагромождением ошибок, «новых» и «старых».

В данной работе речь идет об изданиях  1997 – 2005 года. Необходимо обратить внимание на то, что учебники, изданные в 1997 – 2005 годах, до сих пор могут использоваться в школах, гриф Министерства «Рекомендовано»с них не снят.

Замечание А.В. Краснянского.  Ниже будут указаны дефекты в учебнике О.С. Габриеляна для 8-го класса. Это не значит, что все, что написал О.С. Габриелян, написано плохо. Речь идет о конкретном учебнике (написанном, вероятно, в спешке), а не о характеристике человека. Основная вина за ошибки в учебнике лежит на Министерстве образования Российской Федерации (так называлось Минобрнауки в 1997 году, когда вышло первое издание учебника).  Министерство должно было организовать экспертизу учебника., но не сделало этого.  В своем учебнике Олег Сергеевич  сделал  попытку реализовать межпредметные связи, а это очень важная задача в дидактике. На мой взгляд, учебник написан с любовью к России. Однако  этот учебник (наряду с учебниками Л.С. Гузея с соавторами) нанес сильнейший удар по химическому образованию сотен тысяч молодых людей.

2. Анализ научной информации в учебнике химии для 8 класса О.С. Габриеляна

2.1. Ложная, неполная или неточная информация о строении веществ

2.1.1. «Они (атомы водорода – А.К.) могут существовать поодиночке, как на Солнце, которое более чем наполовину состоит из отдельных водородных атомов». (С. 4.)

Неясно, что значит «наполовину состоит?». По числу атомов: из 100 атомов солнечного вещества 90 – атомы водорода. По массе: в 100 г солнечного вещества содержится 68 г водорода.

2.1.2. «Разместив экран перед фольгой, Резерфорд сумел обнаружить даже те редчайшие случаи, когда a-частицы, отразившись от атомов золота, летели прямо в противоположных направлениях». (С. 23).

Это заблуждение. Резерфорд не проводил таких опытов, поскольку их провести невозможно. Если «прямо противоположное направление» – это рассеяние альфа-частиц ровно на 180о,  то измерить число частиц,  летящих в этом направлении невозможно, покольку в «прямом» направлении летит намного больше частиц.  Однако можно обнаружить частицы, рассеянные на угол, который меньше 180о.

2.1.3. «Через несколько лет после того, как электрон получил свое название, английский физик Джозеф Томсон и французский физик Жан Перрен доказали, что электроны несут на себе отрицательный заряд. Это наименьший отрицательный заряд, который в химии принят за единицу (-1), а Томсон даже сумел определить скорость движения электрона (она равна скорости света – 300 000 км/с) и массу электрона (она почти в 2000 раз меньше массы атома водорода)». (С. 21).

Во-первых, на основании результатов первых опытов Томсон получил, что скорость электрона равна 1/10 скорости света. Во-вторых, согласно теории относительности скорость электрона не может быть равна скорости света с в вакууме. Скорость электрона в среде может быть больше фазовой (скорости света с, деленной на показатель преломления n), скорости света. При движении со скоростью v > c/n электрон излучает свет (эффект Вавилова-Черенкова).

2.1.4. «В ядре сосредоточена вся масса атома».

В учебнике это подчеркивается (зачем?) три раза (с. 23 – 24). Ведь очевидно,   что в ядре сосредоточенане вся, а почти вся масса атома (закон сохранения массы), поскольку масса атома равна сумме двух слагаемых: масса ядра + масса всех  его электронов. Слово «почти» здесь в неявной форме указывает на малую (по сравнению с нуклоном) массу электрона, и, следовательно, имеет познавательноезначение.

2.1.5. «Относительные атомные массы химических элементов довольно часто имеют дробные значения».

Не довольно часто, а всегда относительные атомные массы элементов – дробные числа! Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть на Периодическую систему элементов. В случае искусственно полученных элементов (все они радиоактивны) в Периодической системе указывают массовое число (не может быть дробным числом по определению) наиболее долгоживущего изотопа. Массовое число ядра A:  А = Z + N, где Z  – число протонов в ядре,  N  – число нейтронов в ядре.  Число нейтронов или число протонов не может быть дробным числом.

2.1.6. «Химические элементы, встречающиеся в природе, являются смесью изотопов». (С. 26).

Не все элементы – смеси изотопов. Есть элементы, которые состоят из атомов с одинаковым числом нейтронов в ядрах (из одного нуклида), например, фтор и алюминий.

2.1.7. «Соударения между молекулами кислорода и меди могут происходить…» (С. 123).

Молекулы кислорода есть, а молекул меди не существует. Молекул меди нет во всех трех ее агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном.

2.1.8. «Восемь электронов на внешнем уровне – предельное число для каждого элемента Периодической системы, кроме водорода и гелия. Это своеобразный идеал прочности энергетического уровня, к которому стремятся атомы всех остальных элементов Периодической системы». (С. 35).

Неясно, что означает   «идеал прочности энергетического уровня».  Такого понятия в химии нет!

2.1.9. «Как же движутся электроны? Хаотически, подобно мошкам вокруг горящей лампочки? Или же в каком-то определенном порядке? Оказывается, именно в определенном порядке». (С. 28, 29).

Дело в том, что в современной физике (квантовой механике) нет понятия «траектория движения электронов в атоме», и не рассматривается вопрос: «Как движутся электроны?»

2.1.10.  «В молекулах фтора связь одинарная, и длина связи между ядрами атомов составляет 1,42 нанометра (I нм = 10-9 м, или 0,0000000001 м.) (С.42).

Во-первых, длина связи в молекуле фтора равна не 1,42 нм, а 0,142 нм (отличаются на порядок – в 10 раз!).

Во-вторых,  словосочетание «длина связи между ядрами атомов»  содержит три лишних слова –  «между ядрами атомов», так как длина связи – это и есть расстояние между ядрами атомов.

Правильно:  1) «Длина связи (расстояние между ядрами атомов фтора) в молекуле фтора равна 0,142 нм» или: 2)  »Длина связи в молекуле фтора равна 0,142 нм».

2.1.11. «Чтобы разделить молекулу азота на отдельные атомы, необходимо затратить примерно в семь раз больше энергии, чем для разрыва одинарных связей молекулы фтора». (С. 42). Не в семь, а приблизительно в шесть раз: 941,64 кДж/моль : 158 кДж/моль ≈ 6.

2.1.12. «Значения относительных атомных масс указаны в таблице Менделеева под химическими знаками элементов». (С. 20).

Слово «значение» – лишнее. Правильно:  «Относительные атомные массы указаны…»

2.1.13. А. «Тенденцию к отдаче электронов с внешнего уровня имеют атомы металлов» (С. 35). Б. «Неметаллические свойства, характеризующиеся легкостью принятия электронов на внешний уровень, при этом усиливаются». (С. 35).

Физики и химики не знают, что такое «тенденция к отдаче электронов» и «легкость принятия электронов» и каких единицах они измеряются. В науке нет понятий: «тенденция к отдаче электронов» и «легкость принятия электронов».

2.1.14. «Физик Анри Беккерель обнаружил, что природный минерал, содержащий соль урана, тоже испускает неведомое излучение, засвечивая фотопластинки, закрытые от света. Это явление было названо радиоактивностью». (С. 22).

1. Получается, что, согласно О.С. Габриеляну, радиоактивность – это испускание солями урана неведомого излучения. Учащиеся так и не узнали, что такое «неведомое» излучение. Чтобы понять это, нужно обратиться к истории науки. Через два года после открытия Беккереля, в 1898 года Мария и Пьер Кюри ввели термин радиоактивность для обозначения свойства вещества испускать «лучи Беккереля». О.С. Габриелян не объяснил, в результате чего возникает излучение. А это ключевая информация! Резерфорд в 1914 году писал: «Атомы некоторых элементов подвержены спонтанному распаду, сопровождающемуся излучением энергии в количествах, огромных по сравнению с энергией, освобождающейся при обычных молекулярных видоизменениях». Сейчас под радиоактивностью понимаетсясамопроизвольное превращение ядер в другие ядра, сопровождающееся испусканием частиц и электромагнитного излучения.

2. «Природный минерал, содержащий соль урана» – неправильно! Во-первых, тавтология – «природный минерал», поскольку минерал – это природное тело… (смотрите определение понятия «минерал» в справочниках и энциклопедиях). Во-вторых, Беккерель работал с кристаллами двойного сульфата калия-уранила K2UO2(SO4)2·2H2O (упрощенно – с солью, содержащей уран и калий, или просто – с солью урана), а не с «природным минералом, содержащим соль урана«.  Нет минералов урана, содержащих двойной сульфат калия-уранилаK2UO2(SO4)2·2H2O .

2.1.15. «Альфа-частицы обычно чуть отклонялись от первоначального направления, всего на один градус, подтверждая, казалось бы, равномерность и однородность свойств атомов золота».(С. 22).

Школьники могут подумать, что один градус – это какое-то магическое число, а это средняя величина, рассчитанная из всей совокупности экспериментальных данных. Отклонение на альфа-частиц на 1 градус нельзя измерить с удовлетворительной точностью. На самом деле изучали рассеяние в широких интервалах: от 5 до 30, от 15 до 150 градусов и т. д. Так, в одной из многих серий измерений (с золотой фольгой) установили, что на угол 15о рассеялось 132000 – частиц, 30о – 7800, 60о – 477, 75о – 211, 120о – 52, 150о – 33 частицы.  Зачем делали эти опыты? К тому времени был известен электрон – отрицательно заряженная частица. Но никто не знал, как распределен в атоме положительный заряд.

Была предложена модель атома, в которой атом  образно назвали «пудинг с изюмом»: положительно заряженная сфера, в объеме которой  находятся электроны. Физико-математические расчеты показали, что если бы атомы представляли собой «пудинги с изюмом», то альфа-частицы (тяжелые заряженные частицы) при столкновениях с такими атомами не смогли бы отклоняться на большие углы. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц на тонкой золотой или платиновой фольге противоречили модели «пудинг с изюмом»:  ученики Резерфорда обнаружили  альфа-частиц, отклоняющиеся на большие углы, например, на 150о (смотрите опыт).  Вывод из опытов Резерфорда: весь положительный заряд и практически вся масса сконцентрированы в очень малом объеме (малом по сравнению с размерами атома).

2.2. Ложная, неполная или неточная информация о физических свойствах веществ

2.2.1. «Благодаря легкости и прочности алюминий и его сплавы применяются в самолето- и ракетостроении,   недаром алюминий называют «крылатым металлом». (С. 6).

Алюминий (высокой чистоты) обладает низкой прочностью, весьма пластичен, легко поддается обработке давлением, прокатке, ковке, штамповке и волочению. Правильно: «Благодаря легкости и прочности сплавы алюминия применяются в самолето- и ракетостроении,   недаром алюминий называют «крылатым металлом».

2.2.2. «Если взять 1 моль водорода H2 (2 г), 1 моль кислорода O2 (32 г)…и даже 1 моль водяных паров H2O (18 г) при одинаковых условиях, например нормальных (в химии принято называть нормальными условиями температуру 0 оС и давление 760 мм рт. ст., или 101.3 кПа), то окажется, что один моль любого из газов займет один и тот же объем, равный 22,4 л». (С. 58).

Нельзя «взять 1 моль водяных паров при нормальных условиях», так как при температуре 0о С давление насыщенных паров воды равно всего 0,61 кПа, а не 101,3 кПа. Нормальные условия: давление 101,3 кПа., температура 0о С (273 К).

2.2.3. «У жидкостей и газов молярный объем зависит от плотности веществ. Другое дело у газов».

Не другое дело, а то же самое. Легко показать, что молярный объем зависит от плотности вещества, в каком бы состоянии – твердом, жидком или газообразном оно не находилось бы. По определению, Vm = V/n (1). Количество вещества n можно выразить через массу вещества и его молярную массу: n = m/M (2). Учитывая (2), получаем: Vm = VM/m (3). По определению, плотность вещества ρ = m/V (4). Комбинируя (3) и (4), получаем: Vm = M/ρ. Из этой формулы видна связь между молярным объемом и плотностью вещества: чем больше плотность вещества, тем меньше молярный объем.

2.2.4. «А от космического холода предохраняют Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере — в облаках в виде пара…» (С.65).

Облака – скопления в атмосфере продуктов конденсации водяного пара в виде огромного числа капелек или кристалликов льда. Облака – это туман, а не водяной пар. Водяной пар невидим. Не совсем очевидно также, что облака (всегда и везде?) «предохраняют Землю от космического холода». Например, мощные слоисто-кучевые облака могут отражать (обратно в Космос) до 80 % солнечной радиации.

2.2.5. Найдите массу и число молекул при н.у. для: а) 11,2 л кислорода… . (С. 59).

Это неточное выражение.  Правильно: «Найдите массу и число молекул кислорода, объем которого равен 11,2 л при н.у.».

2.2.6. Рисунки – источники ложной информации. При художественном оформлении учебника использовались только три цвета: черный, серый и голубой.  Если верить рисункам, то оксид меди CuO (рис. 36) и перманганат калия KMnO4 (рис. 37, 38) – вещества голубого,  иод (рис. 22) – серого цвета.

2.3. Ложная, неполная или неточная информация о химическом составе и о химических свойствах веществ

2.3.1. А. «Из отдельных изолированных атомов состоят такие вещества, как неон, аргон, криптон, гелий»,…их атомы почти не соединяются друг с другом и с атомами других химических соединений». (С. 3 – 4). Б. «Аргон и неон… почти не вступают в химические реакции«. (С. 33).

Химики не знают, что означает: «Атомы почти не соединяются» и «почти не вступают». Правильно – гелий, неон и аргон не образуют химических соединений.

2.3.2. На с. 83 указывается, что однородные смеси (растворы) это такие смеси, в которых нельзя (невооруженным глазом – следует из контекста – А.К.) заметить границу раздела между веществами.    А на с. 137 указаны другие существенные признаки растворов: частицы составных частей распределяются в нем равномерно, и в любом микрообъеме такой смеси состав одинаков. Возникает противоречие. Например, исходя из первого определения, сталь – твердый раствор (С. 83), исходя из второго – гетерогенная система.

2.3.3. «Азот в аммиаке NH3 имеет минимальное значение степени окисления -3, то есть он не сможет принять больше ни одного электрона, и поэтому аммиак будет проявлять только восстановительные свойства». (С. 177). Ошибка: «Аммиак проявляет только восстановительные свойства». О.С. Габриелян рассматривает степень окисления азота, но забывает о том, что в молекуле аммиака атомы водорода находятся в степени окисления +1.   Окислительные свойства аммиака проявляются в реакции с магнием: 2Mg+ 2NH3 = Mg3N2 + 3H2.  Здесь восстановитель – атомы магния: атомы магния отдают два электрона. Степень окисления магния в нитриде магния Mg3N2 равна + 2.  Окислитель – молекулы аммиака. Степень окисления атомов водорода в молекуле аммиака равна +1.  Атомы водорода в степени окисления +1 приобретают электрон и образуются атомы водорода (стпень окислени равна рулю). Атомы водорода образуют молекулы водорода. В молекуле водорода степень окисления атомов водорода равна 0. Степень окисления атомов азота в нитриде магния и аммиаке равна -3 (минус три), то есть не изменяется в этой реакции.

2.3.4.  «У таких (сильных – А.К.) электролитов значение степени диссоциации стремится к единице».  «У таких (слабых – А.К.) электролитов значение степени диссоциации стремится к нулю (С. 147). Во-первых, в учебнике не объяснено, при каких условиях степень диссоциации стремится к нулю и единице. Во-вторых, слово «значение» – лишнее.  Правильно: «Сильные электролиты – это такие электролиты, степень диссоциации которых близка к единице».

2.3.5. «К оксидам относят такие хорошо известные соединения, как…глина (оксид алюминия с небольшим количеством других соединений)…» (С. 65).

Глинами называют горные породы, состоящие из большого числа минералов в тонкодисперсном состоянии: каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др. Химический состав глин можно выразить через формулы оксидов: SiO2 (30 – 70 %), Al2O3 (10 % – 40 %), H2O (5-10 %) и др. Но это не значит, что глина – смесь оксидов и уж тем более нет оснований для утверждения: «Глина – оксид алюминия с небольшим количеством других соединений…». Еще один пример.  Химическая формула минерала кальцита CaCO3. Химический состав кальцитаможно выразить формулой CaO.CO2 . Но это не значит, что кальцит – это смесь оксида кальция и диоксида углерода.

2.3.6. «Ежесуточно этот источник выносит около двух с половиной миллионов литров минеральной воды, содержащей до 5 г свободного углекислого газа». (С.66).

Во-первых, получается, что два с половиной миллиона литров воды содержит всего 5 грамм свободного углекислого газа!  Конечно, речь идет о концентрации газа, а именно: воды, содержащей до 5 г/л газа. Пять грамм на литр воды – это концентрация свободного углекислого газа в подземной природной «газировке».  Во-вторых, ученики не знают, что такое «свободный» CO2.   При растворении оксида углерода(IV) в воде часть углекислого газа остается в воде в виде исходных молекул (в свободном виде), часть углекислого газа реагирует с образованием угольной кислоты; угольная кислота распадается на ион водорода и гидрокарбонат-ион,  гидрокарбонат ион распадается на карбонат-ион и ион водорода:

CO2 + H2O <—> H2CO3 ;

H2CO3 <—> HCO3- + H+ ;    (I ступень диссоциации)

HCO3- <—>  H+ + CO32- . (II ступень диссоциации)

Угольная кислота – слабая кислота.  Раствор («газировка») содержит, кроме молекул воды,  молекулы углекислого газа и угольной кислоты, ионы водорода,  гидрокарбонат-ионы,  карбонат-ионов. Концентрация карбонат-ионов намного меньше концентрации гидрокарбонат-ионов, концентрация гидрокарбонат-ионов меньше концентрации молекул угольной кислоты. Почему? А потому, что угольная кислота – слабая кислота, причем степень диссоциации угольной кислоты по второй ступени меньше, чем по первой ступени.

Я изображаю обратимые процессы в виде   <—->, поскольку не могу на сайте изобразить две стрелки.

2.4.  Ложная, неполная или неточная информация о физических и химических процессах

2.4.1. «Физическими явлениями называются такие, при которых могут изменяться размеры, форма тел или агрегатное состояние веществ, но состав их остается постоянным». (С.8).

Здесь сделана ошибка – дано узкое определение понятия «физические явления» или, точнее,  дано мало примеров физических явлений.. Примеры физических явлений, понятные для 8-классников: испускание света (электрические лампочки), рассеяние света (туман), поглощение света (вещества черного цвета), отражение и преломление света (бриллианты), люминесценция (используется в дорожных знаках, игрушках) магнитные явления (магниты) и др.

2.4.2. «Достаточно даже небольшой разности потенциалов, и беспорядочно движущиеся электроны начинают двигаться строго упорядоченно». (С, 50).

Электроны не двигаются в металле стройными рядами. Скорость дрейфа (скорость смещения) электронов под действием электрического поля: при токе 1 ампер в медной проволоке сечением 1 мм2 составляет всего 0,07 мм/с, то есть около одной десятой миллиметра в секунду. А средние тепловые скорости электронов при комнатной температуре составляют примерно 8.104 м/с (80 километров в секунду, расчеты Клиффорда Суорца). Наглядной (но не научной) моделью движения электронов в металле может быть рой комаров, медленно движущийся по действием ветра.

2.4.3. «Для очистки солей пользуются способом кристаллизации. При этом, например, природную соль растворяют в воде и затем фильтруют. В результате получают раствор поваренной соли, очищенной от песка, глины и других не растворимых в воде примесей. Затем соль выделяют из раствора выпариванием, вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли». (С. 91).

Здесь описаны два метода разделения (очистки) веществ: фильтрация и выпаривание. Очистка же методом кристаллизации основана на различной растворимости основного вещества и загрязняющих его примесей, при этом создаются условия, при которых из пересыщенного раствора выпадают кристаллы очищаемого вещества, затем эти кристаллы отделяют от маточного (оставшегося после кристаллизации) раствора.

2.4.4. «Прямая реакция протекает с образованием теплоты, поэтому относится к экзотермическим реакциям. Логично поэтому утверждать, что обратная реакция является эндотермической и протекает с поглощением теплоты» (С. 133). Речь идет о первом законе термохимии (частном случае закона сохранения энергии). Поэтому «логично утверждать» можно только в том случае, если в своих рассуждениях исходить из закона сохранения энергии.

2.4.5. «Чаще всего к экзотермическим будут относиться реакции соединения, например реакция гашения извести: CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q (1) (теплота выделяется)   Логично предположить, что к эндотермическим реакциям относятся обратные реакции, т.е. реакции разложения, например реакция обжига известняка: CaCO3 = CaO + CO2 – Q (2) (теплота поглощается).  (С. 129).

Во-первых, деление    реакций на реакции соединения и разложения и деление обратимого процесса на прямую и обратную реакции основано на различных признаках, поэтому нельзя называть реакцию разложения CaCO3 = CaO + CO2 (2) реакцией, обратной реакции соединения CaO + H2O = Ca(OH)2 (1). Прямой реакции (1) соответствует обратная реакция: Ca(OH)2 = CaO + H2O (3), а не реакция (2). Во-вторых, «логично предположить», как уже говорилось, можно только на основании закона сохранения энергии (но об этом в учебнике ни слова) и только относительно реакции (3), а не реакции (1). В-третьих, после обсуждения реакций (1) и (2) О.С. Габриелян подчеркивает: «Следует помнить, что очень небольшое число реакций являются необратимыми». Поскольку автор еще не дал определение понятию «обратимые реакции» (оно на следующей – 130 с), то из контекста следует, что реакции (1) и (2) – необратимые реакции, но это не соответствует действительности. В-четвертых, на основании всего пяти-шести реакций (которые можно найти в разных местах учебника) автор делает обобщение: реакции соединения – «чаще всего экзотермические», а реакции разложения – эндотермические (см. также 2.2.2.5.).  Известны миллионы органических и десятки тысяч неорганических  веществ, между ними возможны миллионы реакций и выяснять, , каких реакций больше: эндо- или экзотермических – пустые хлопоты.

2.4.6. «Он (закон действующих масс – А.К.) не распространяется на вещества, находящиеся в твердом состоянии, так как считается, что их концентрация постоянная, поскольку они реагируют лишь на поверхности, которая,   как считается, остается практически неизменной (гетерогенная реакция)».(С. 123).

В этом запутанном предложении есть противоречие: «Вещества реагируют лишь на поверхности» ; «Поверхность остается практически неизменной». Если  реакция идет в тонком поверхностном слое (на поверхности), то как может этот поверхностный слой (поверхность) оставаться неизменным?

2.4.7. На с. 124 учебника [1]   утверждается, что масса меди не влияет на скорость взаимодействия меди (крист.) с кислородом (газ). Это туманное заявление. В общем случае оно неверно. Истина всегда конкретна: если реакция окисления идет в тонком поверхностном слое, то ее скорость, конечно, не зависит от количества (массы) атомов меди, находящихся далеко от реакционного слоя. Об этом и надо было рассказать учащимся.

Дополнительная информация для школьников к теме:  »Скорость гетерогенных реакций» (А.В. Краснянский).

Рассмотрим реакцию горения каменноугольного кокса:  C(тв) + O2 (газ) =  CO2 (газ)

Молекулы кислорода не в состоянии проникать вглубь кокса (его структура близка к структуре графита) , так как расстояние между атомами углерода  в коксе меньше размеров молекул кислорода.  Следовательно, молекулы кислорода могут реагировать только с атомами углеродв, находящимися на поверхности кусочка угля. Очевидно, что чем больше поверхность кусочка кокса, тем больше атомов углерода может участвовать в реакции с кислорода.  Можно предположить, что скорость реакции угля с кислородом прямо пропорциональна площади поверхности кокса и концентрации кислорода:

v = k.S.[O2]    (*)

Здесь k - коэффициент пропорциональности, который мы можем назвать константой скорости реакции.  Это простейшая модель реакции угля с кислородом. Рассмотрим пример. Пусть в данный момент времени горит кубик кокса, длина ребра которого равна  a. Площадь поверхности кубика равна 6а2.  Разделим теперь кубик пополам по поверхности, параллельной одной из его сторон. Получим два параллелепипеда с суммарной площадью поверхности 8а2. Площадь поверхности увеличилась на треть от первоначальной (на 2/6 = 1/3).  Теперь проведем мысленный опыт. Разделим исходный кубик  на кубики с гранью в тысячу раз меньше, чем у исходного. Площать поверхности каждого  маленького кубика будет 6а2/106,    то есть в миллион раз меньше.  А сколько таких кубиков получится из исходного? Это легко рассчитать, так как объем исходного кубика и суммарный объем всех маленьких кубиков одинаков. Объем исходного кубика а3,объем маленького кубика  (а/1000)3, то есть в 109 (в миллиард раз) меньше исходного. Суммарная площадь  поверхности всех маленьких кубиков равна числу кубиков, умноженных на площадь поверхности каждого кубика:  109 (число кубиков) умножаем на  6а2/106 (поверхность каждого кубика) и получаем 1032, то есть суммарная площадь поверхности маленьких кубиков в 1000 раз превышает площадь поверхности исходного кубика.

Пример.  Возьмем кубик угля с длиной ребра 1 см. Площадь поверхности этого кубика равна 6 см2 . Теперь разделим этот кубик на кубики с длиной ребра 0,001 см, то есть получим кубики с длиной ребра в 1000 раз меньше. Суммарная площадь этих кубиков в 1000 раз больше  больше площади исходного кубика она равна 6000 см2 (0,6 м2.

Посмотрите на формулу (*). Из нее видно, что скорость реакции при увеличении площади поверхности твердого вещества увеличивается. Превратив кубик кокса (длина грани 1 см) в миллиард кубиков (длина грани 0,001 см), мы увеличиваем скорость реакции в 6000 раз!

Вы наверняка с родителями хотя бы раз готовили на угляк шашлык. Вы помните, что горение угля происходит медленно. но облако пыли, соостоящее из очень маленьких частиц угля, может взорваться, если его поджечь. Вы знаете, что в угольных шахтах иногда происходят взрывы. Почему это происходит? В толще угля есть герметичные полости, в которых за миллионы лет накопился метан. Угольные комбайны – электрические. При работе электрические двигатели «искрят».  Если комбайн натыкается на газовую полость, возможен взрыв метана, находившегося в этой полости. Обычно в полости не очень много метана и этот взрыв может не причинить большого вреда. Но  взрыв метана поднимает в воздух угольную пыль в штреке (штрек – это горизонтальная подземная горная выработка, горизонтальный туннель), пыль взрывается. Энергия взрыва угольной пыли, как правило, намного больше энергии взрыва метана. Этот взрыв вызывает большие разрушения в шахте и часто приводит к гибели людей.

2.4.8. «Эту зависимость (правило Вант-Гоффа – А.К.) также легко проверить опытным путем «.(С. 124).

Как раз проверить не так просто. Из описываемых в учебнике опытов следует только то, что признаки реакции (помутнение раствора тиосульфата при добавлении серной кислоты) появляются тем скорее, чем выше температура раствора серной кислоты. Этот опыт не является проверкой правила Вант-Гоффа, поскольку в этом опыте не рассчитываются скорости реакции как функция температуры.

2.4.9. «При добавлении катализаторов в исходную смесь реагентов скорость реакции увеличивается в десятки и сотни раз, а сами они остаются неизменными по форме, по цвету, по объему, по массе». (С. 126).

Дополнительная информация по теме «катализ»(А.В. Краснянский).

Поскольку катализаторы изменяют скорость реакции, то они участвуют в химическом процессе, вступают во взаимодействие. В каталитическом процессе всегда есть реакция, ведущая к регенерации катализатора (об этом, к сожалению, не говорится в учебнике). Катализатор ускоряет реакцию, но практически не расходуется, поскольку на одной из стадий он регенерируется. Разберем конкретный пример -  газофазную реакцию окисления оксида серы (IV) молекулярным кислородом:

2SO2 + O2 <—->2SO3 Без катализатора эта реакция идет очень медленно.

Сейчас в качестве катализатора используют оксид ванадия(V)  V2O5 .  В качестве катализатора ранее использовали оксид азота (II)  NO.  Механизм  каталитической реакции с участием NO можно представить так. Оксид азота (II)  быстро реагирует с NO  с образованием NO2 :

2NO + O2 = 2NO2 (идет быстро)    (*)

Оксид азота (IV) быстро реагирует с оксидом серы (IV), при этом образуется оксид серы(VI) и образуется NO.

NO2 + SO2 = SO3 + NO  (идет быстро)  (**)

Таким образом, катализатор в реакции (*) расходуется, а в реакции (**) восстанавливается. В итоге количество катализатора в системе не изменяется.  Оксид азота (IV) NO2 - промежуточное соединение, он есть в системе, пока идет реакция.

Механизм гетерогенной каталитической реакции, например, синтеза аммиака из азота и водорода. Зачем нужна платина? Дело в том, что молекулы водорода, находясь на поверхности платины, деформируются вследствие взаимодействия с атомами платины,  связь Н – H ослабляется вплоть до полного его разрыва, и на поверхности платины образуются атомы водорода  (часть из них  диффундирует во внутренние слои металла). Атомы водорода взаимодействуют с молекулами азота с образованием молекул аммиака.  Участие твердых катализаторов в процессе (особенно длительном) не проходит бесследно. Так, поверхность Pt-сетки после длительного употребления в реакции окисления аммиака сильно изменяется: на изначально гладкой поверхности Pt-проволоки образуются кратеры. Край каждого кратера состоит из «серой» или «черной» платины. В настоящее время неизменность химического состава и структуры твердого катализатора по окончании процесса не рассматривается как обязательный признак катализа и поэтому не нужно настаивать на том, что катализаторы «остаются неизменными по форме, по цвету, по объему, по массе».

2.4.10. »Например, с помощью платинового катализатора американским и японским автомобилестроителям удалось добиться почти полного сгорания топлива в двигателях, что, в свою очередь, резко уменьшило содержание вредных примесей в выхлопных газах…»  (С. 126). Катализаторы помещают не в камеру сгорания, а в выхлопную трубу. В результате концентрация токсичных газов уменьшается, например, в результате реакции: NO + CO = N2 + CO2. Платину обычно не используют – очень дорого.

2.4.11. «В первую пробирку (содержащую 2 мл раствора соляной кислоты – А.К.) прильем 1 мл окрашенного фенолфталеином малинового раствора щелочи, он обесцветится в результате реакции: HCl + NaOH = NaCl + H2O »(С. 129).

На основании этого опыта ученик может сделать ложный вывод: если объем соляной кислоты (неизвестной концентрации) больше в 2 раза объема раствора гидроксида калия (неизвестной концентрации), то и количество вещества n(HCl) > n(NaOH). Однако это будет только в том случае, если c(HCl) > 0,5c(NaOH), где c - молярная концентрация. Молярные концентрации: c(HCl) = n(HCl)/V01, c(NaOH) = n(NaOH)/V02 , где  n(HCl) и   n(NaOH) количество вещества хлороводорода и гидроксида натрия соответственно, V01 и - объемы растворов соляной кислоты и гидроксида натрия соответственно. 

2.4.12. «Электролиты в растворах состоят из частично диссоциированных молекул, количество которых растет при разбавлении раствора»(С. 201).

Это суждение содержит логическую ошибку, которая назвается амфиболией. Один смысл: «Молекула до конца не распалась». Другой смысл: «Не все молекулы распались».

2.4.13. «В беконечно разбавленных растворах молекулы существуют только в виде ионов».(С. 201).

Это противоречивое суждение. Молекулы и ионы – это разные частицы. Противоречие: «Молекулы есть и молекул нет (распались на ионы)». Правильно: «В бесконечно разбавленных растворах молекул электролита нет. Все молекулы электролита распались на ионы».

2.4.14. «Вот и приходится человеку находить способы их утилизации, например, сжигать».

«Их» – это оконное, бутылочное стекло, полиэтилен и другие (не указанные автором) вещества. Сжигать можно то, что горит. А стекло не горит.

2.4.15. «Затем гидраты диссоциируются на ионы». (С.143).

Правильно: «Затем гидраты диссоциируют на ионы.

2.4.16. «Подожжем в железной лодочке немного серы – она загорится синеватым пламенем и даст обильный едкий дым сернистого газа – оксида серы(IV) SO2«. (С. 95).

Дым: твердые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Оксид серы (IV) при нормальных условиях – бесцветный газ. Известно, что при горении серы в небольших количествах образуется оксид серы(VI) (твердое вещество при н.у.). Поэтому «обильный едкий дым», вероятно, состоит из оксида(VI). Но «дым» может появиться и по другой причине. Во влажном воздухе происходит конденсация паров воды на центрах (ядрах) конденсации и образуется туман, который мы воспринимаем как дым. Вот почему «дымят» концентрированные соляная и серная кислота?  При горении серы образуются   SO2 и SO3 (в качестве примеси),  оксиды при взаимодействиив с водой  дают сернистую кислоты и серную кислоты (в небольших количествах), которые могут быть ядрами конденсации и образуется туман («дым»).

2.5. Ложная, неполная или неточная информация о терминах и единицах измерения физических величин

2.5.1. «Величину, которая показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше массы атома водорода, называют относительной атомной массой. Ученые-физики и ученые-химики придерживаются мнения, что относительной атомной массой элемента нужно считать величину, показывающую, во сколько раз масса его атома больше 1/12 массы атома углерода». (С. 20).

Из этого фрагмента неясно, кто победил в этом споре: те неизвестные, которые за единицу массы приняли массу атома водорода, или все же ученые-физики и ученые-химики? Видимо, все-таки неизвестные, потому что далее, на с. 23, опять подчеркивается: «Протоны имеют заряд, равный заряду электронов, но противоположный по знаку (+1), и массу, равную массе атома водорода (она принята в химии за единицу)». (С.23). Требуется, однако, кое-что уточнить. Во-первых, масса протона меньше массы атома водорода. Во-вторых, за атомную единицу массы (1 а.е.м.) еще в 1960 г. физики и химики приняли 1/12 массы атома углерода 12С.   Ядро этого атома содержит 6 протонов и 6 нейтронов (12 массовое число ядра этого атома углерода, массовое число: A = Z + N, Z – число протонов в ядре,  N -  число нейтронов). Это наиболее рапространенный изотоп элемента углерода.

2.5.2.  «Для измерения вещества была выбрана особая единица, в которой как бы соединились число молекул и масса вещества. Эта единица была названа моль». (С. 55).

Во-первых, неясно, что такое «измерение вещества»? Измеряют и (или) рассчитывают физические величины, а не вещество. Во-вторых, автор учебника вводит новое (для учащихся) понятие, но не дает ясного определения (!!!) этому понятию. В-третьих, слово «как бы» не используют в научном языке. Использование этого слова в данном контексте означает либо неспособность ясно выразить мысль, либо отсутствие ясной мысли.

Дополнительная информация для школьников по теме «Количество вещества» (А.В. Краснянский).

В учебнике О.С. Габриеляна нет определения понятия «количество вещества». Привожу два определения.

1.  Э.Т. Оганесян: Количество вещества – это физическое понятие. Оно подразумевает (обозначает – А.В. Краснянский) число структурных единиц  (атомов, молекул, ионов и других частиц), образующих это вещество. Обозначают количество вещества латинской буквой n. В практической деятельности оперируют не отдельными атомами и молекулами, а значительно большими количествами вещества. За единицу количества вещества (моль)  принято такое количество вещества, которое содержит  6,02.1023 структурных единиц (атомов, молекул и др.). (Э.Т. Оганесян. Руководство по по химии поступающим в вузы. Справочное пособие. 2 издание. Москва. «Высшая школа». 1991.

2. В справочнике «Физические величины» (Москва. «Энергоатомиздат». 1991.) на стр. 10 дается такое определение понятия «количество вещества»:  количество вещества  n – величина, равная числу структурных элементов (структурных единиц – А.К.), содержащихся в теле, единица измерения – моль.

Молекулы, атомы, ионы, ядра атомов, электроны и другие частицы физикам и химикам удобно  считать не поштучно, а большими «упаковками», в каждой из которой содержится 6,02.1023 частиц (1 моль).

Пример 1.

Предположим, что у нас есть кусочек меди массой 6,35 г.  Рассчитаем число   электронов в этом кусочке. Число электронов в атоме равно порядковому номеру Z элемента в Периодической таблице Д.И. Менделеева.

Последовательность расчетов:

m(Cu)  ———————————————–>   n(Cu) —————————————————–> N(Cu) ———————————————> N(электр)

6,35 г                                                                    0,10 моль                                                          6,02.1022 атомов                                                   1,75.1024

n(Cu) = m(Cu)/M(Cu)                                  N(Cu) = n(Cu).NA N(электр.) = Z.N(Cu),   Z = 29

Пример 2.

Рассчитаем число  молекул глюкозы, а также атомов углерода, кислорода и водорода в  глюкозе массой 3,6 г. Чтобы определить число атомов углерода в глюкозе массой 3,6 г, нужно провести следующие расчеты:

m(C6H12O6) ———————-> n(C6H12O6) ——————————> N(C6H12O6) ———————————–> n(C)

3,6 г                                  0, 2 моль                                    12,04.1023 молекул                                 72,24 .1023 атомов

n(C6H12O6) = m(C6H12O6)/M(C6H12O6)            N(C6H12O6) = n(C6H12O6).NA N(C) =  6.N(C6H12O6)

(в молекуле глюкозы 6 атомов углерода)

Пример 3:

Сколько всего атомов С и Н (связанных в молекулы) в метане, помещенном в сосуд объемом 5,6 л при н.у. Рассчитаем сначала число атомов углерода:

V(CH4)  ————————————->   n(CH4) ————————————> n(С) ————————————-> N(С)

5,6 л  метана (н.у.)                        0,25 моль молекул метана                   0,25 моль атомов углерода            1,5.1023 атомов углерода

n(CH4)= V(CH4)/Vm n(С) = n(CH4)                                                    N(С) = n(С).NA

В молекуле метана 1 атом углерода, поэтому     n(С) =   n(CH4)  = 0, 25 моль;  N(C) = 0,25 моль.6,02.1023 моль-1 = 1,5.1023 атомов С

Теперь рассчитаем число атомов водорода:

V(CH4)  ——————————–>   n(CH4) ————————————> n(H) ————————————–> N(H)

5,6 л  метана (н.у.)                     0,25 моль молекул метана           1,0 моль атомов водорода         6,02.1023 атомов водорода

n(CH4)= V(CH4)/Vm n(H) = 4n(CH4)                                      N(H) = n(H).NA

В молекуле метана 4 атома водорода, поэтому     n(Н) =   4n(CH4)  = 4.0, 25 моль = 1,0 моль;  N(Н) = 1,0 моль.6,02.1023 моль-1 = 6,02.1023 атомов Н.

2.5.3. Ошибка в единице измерения плюс опечатка: «Поэтому полярный объем воды равен 18 мл». (С. 58).

Правильно: «Поэтому молярный объем воды при 4 °C равен 18 мл/моль».

2.5.4. В таблице 7 (с. 101) под названием «Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц» можно найти как истинную информацию: 1 кг = 1000 г, 1 мг = 0.001 г, так и ложную: кг/кмоль = 1000 г/моль, 1 мг/ммоль = 0,001 г/моль. 1 м3/кмоль = 1000 л/моль, 1 мл/ммоль = 0,001 л/моль. г/моль = кг/кмоль = мг/ммоль.

2.5.5. «Наоборот, разложение аммиака на водород и азот ведет к увеличению числа газообразных молекул…» (С. 133).

Нет «газообразных» молекул, как нет и «твердых» или «жидких» молекул и атомов. Читать следует так: «…к увеличению числа молекул в газовой смеси (в газовой фазе)…

2.5.6. «Перегонку как способ разделения жидких смесей применяют для получения из природной нефти отдельных нефтепродуктов». (С. 90).

Нефть – важнейшее полезное ископаемое и поэтому слово «природная» – лишнее.

2.5.7.  Дейтерий и тритий  автор учебника обозначает   как 2D и 3T (С. 27).

В науке принято обозначать эти изотопы символами D и T,  чтобы лишний раз не указывать массовые числа.  Дейтерий (D) – изотоп водорода, ядро которого содержит один нейтрон и один протон. Дейтерий обозначается как 2H, где цифра 2 (массовое число) показывает сумму: число протонов плюс число нейтронов в ядре атома дейтерия.  Тритий (T) -  изотоп водорода, ядро которого содержит два нейтрона и один протон. Тритий обозначается как 3H, где цифра 3 (массовое число) показывает сумму: число протонов плюс число нейтронов в ядре атома дейтерия. Конечно, проще писать обозачать дейтерий буквой D, а тритий буквой Т.

2.5.8. «В формулах соединений химический знак менее электроотрицательного элемента пишется первым» (Правило на с. 44).

Однако в задании № 2 на с. 45 формула трихлорида азота записывается в виде Cl3N  – вопреки правилу, так как Э(N) < Э(Cl). Правильно:  NCl3.

2.5.9. А. «Серная кислота… почти вдвое тяжелее воды». (С. 73). Б. «Хлороводород… тяжелее воздуха» (С. 67).  В. «Соляная кислота… несколько тяжелее воды». (С. 67). Правильно: «Плотность серной кислоты (100 % – ной) почти вдвое больше плотности воды». Понятие «плотность тела» вводится в курсе физики для 6-го класса. Плотность вещества, по определению, равно отношению массы вещества к его объему.

2.5.10. «Раствор аммиака в воде называется нашатырным спиртом…» (С. 67).

Обычно нашатырным спиртом называют 10 % раствор, а 25 % раствор аммиака технологи называют аммиачной водой.

2.5.11. «И.А. Каблуков обнаружил, что молекулярная электропроводность электролитов (например, хлороводорода) в органических растворителях изменяется не так, как в водных растворах».

Автор учебника не объяснил, что такое «молекулярная электропроводность», но объясняет, как она изменяется. Понятие «молекулярная теплопроводность» используется в курсах химии для высшей школы. Автор нарушил принцип понятийной определенности: в учебнике нужно давать определение или характеристику каждому новому понятию.

2.5.12.  На с. 51 автор учебника указал на тягучесть как одно из свойств металлов без каких-либо пояснений. В русском языке есть выражение «тягучий металл», однако слово «тягучесть» не является научным термином. При высоких механических напряжениях у пластичных твердых тел появляется свойство, характерное для жидкостей – текучесть.

2.5.13. «Важные открытия Бертолле сделал после того, как стал первым среди химиков последователем антифлогистонной теории А.Л. Лавуазье». (С. 195). В философии (теории познания) нет понятия «антитеория». Если теория противоречит хотя бы одному хорошо проверенному эксперименту (научному факту), то начинается разработка новой теории.

3. Анализ заданий

3.1. Вопросы и задачи – необходимые элементы учебника.

Различного рода задания, в том числе вопросы и задачи являются необходимыми элементами современного учебника.

Вопрос задают в условиях познавательной неопределенности, но он всегда опирается на какое-либо исходное знание. Исходное знание, явно или неявно содержащееся в вопросе (его можно выразить посредством простого или сложного суждения) называется его предпосылкой (базисом).  Вопрос – это логическая форма, включающая исходную, или базисную, информацию с одновременным указанием на ее недостаточность с целью получения новой информации в виде ответа [4]. Ответ – простое или сложное новое суждение, уточняющее или дополняющее в соответствии с поставленным вопросом исходное знание [4, 5].   Характеризуя вопросы с логической точки зрения, следует рассматривать вопросно-ответные ситуации, включающие предпосылки вопросов. Логически корректным (правильно поставленным) считается вопрос, предпосылкой которого является истинное суждение. На этот вопрос можно дать истинный ответ. Ответ расценивается как истинный, если выраженное в нем суждение правильно (адекватно отражает действительность). Ответ ложный, если выраженное в нем суждение неверно. На логически некорректный вопрос невозможно дать истинный ответ. Различают несколько видов логически некорректных вопросов: 1. Вопрос содержит выражения, ни смыслы, ни значения которых не известны (бессмысленный вопрос). 2. В формулировке вопроса содержатся многозначные слова и из контекста не ясно, в каком из возможных значений они употребляются в данном случае. 3. Предпосылкой вопроса является ложное суждение. 4. На вопрос нельзя дать ответа, снижающего познавательную неопределенность, поскольку таковой нет. 5. Вопросы, на которые наука еще не нашла ответы.

Задача – это вопрос, для ответа на который необходимо провести расчеты. Базисом задачи является исходная информация, которая необходима ученику для вычислений. Можно выделить следующие типы некорректных задач: 1. В задаче и в тексте учебника нет информации, необходимой для   расчетов. Такие задания следует четко отличать от поисковых и проблемных задач, в которых часть исходной информации может находиться в скрытом (неявном) виде; причем ученики в состоянии выявить эту информацию. 2. Базис задачи содержит ложную информацию. 3. В задаче содержатся многозначные слова или неясные, неточные термины.

Некорректные задания провоцируют детей на непоследовательные и противоречивые рассуждения, ошибочные вычисления, так как они не могут (и никто не может) дать истинные ответы на такие задания. Правильно поставленные вопросы и задачи развивают логическое мышление учащихся, некорректные – разрушают.

3.2. Некорректные вопросы

3.2.1. «Поясните, почему соблюдается закон сохранения массы вещества при химических реакциях, опираясь на понятие химического элемента, сформулированного А. Лавуазье: «…Предел делимости вещества, достигаемый при помощи существующих сейчас методов анализа».(С. 193).

К сожалению, нет ответов на вопросы: «Почему выполняются законы сохранения энергии, массы, электрических зарядов?». Нет ответов и на и другие аналогичные вопросы, связанные с попытками объяснить или обосновать фундаментальные свойства мира.   Сохранение энергии связано с однородностью времени. Но почему время – однородно?

3.2.2.   Подтвердите конкретными примерами мысли Д. Дальтона о сущности химических реакций: «Единственные изменения, которые мы можем произвести, состоят в отделении друг от друга частиц, находящихся на расстоянии» Напишите уравнения реакций разного типа и обсудите происходящие изменения с точки зрения этого высказывания». (С. 197).

Очевидно, что мысль Д. Дальтона, выраженную на французском языке, при переводе на русский сильно исказили. Итак, есть какие-то неизвестные нам частицы, которые находятся на каком-то расстоянии. Бессмысленное суждение:  «Мы можем сделать только одно – отделить друга от друга эти частицы, находящиеся на   расстоянии». И в этом «сущность химической реакции»?

3.2.3. «Допишите уравнения возможных химических реакций: а) Fe2O3 + H2O    в) BaO + HNO3 е) N2O + NaOH    ж) CO + Ca(OH)2 . Если реакция не протекает, укажите причину» (часть № 3, с. 165).

Причина – явление или совокупность явлений, которые непосредственно обусловливают, порождают другое явление (следствие). Химическая форма движения – сложная форма движения. Трудно или даже невозможно указать причину или объяснить, почему протекает или не протекает химический процесс. Современные теории позволяют рассчитывать константы скоростей реакций только в простых системах. В данном случае уместно такое задание: «Укажите, какие вещества химически не взаимодействуют, и поясните ход ваших рассуждений».

Анализ задания  е): «Допишите уравнения возможных химических реакций: N2O + NaOH.    Если реакция не протекает, укажите причину» (часть № 3, с. 165).

В учебнике  есть информация, позволяющая правильно выполнить это задание: «Несолеобразующими оксидами называются такие оксиды, которые не взаимодействуют ни с кислотами, ни со щелочами и не образуют солей. Несолеобразующих оксидов немного. В их состав входят элементы – неметаллы, например: оксиды азота (I и II) – N2O и NO, оксид углерода (II) – CO  и некоторые другие». (С. 163). Ответ можно представить в форме двух последовательных умозаключений (полисиллогизма) Первый силлогизм (умозаключение): «Все несолеобразующие оксиды не взаимодействуют со щелочами, N2O – несолеобразующий оксид. Следовательно, N2O не взаимодействует со щелочами». Второй силлогизм (умозаключение):  «N2O  не взаимодействует со щелочами,  NaOH – щелочь. Следовательно, N2O  не взаимодействует с NaOH».

Неправильно: «Если реакция не протекает, укажите причину». Правильно: «Происходит ли взаимодействие между  N2O и NaOH? Поясните ход ваших рассуждений».

Анализ задания: а) Допишите уравнение возможной химической реакции: Fe2O3 + H2O.  Если реакция не протекает, укажите причину» (часть № 3, с. 165).

Оксид железа практически не взаимодействует с водой. Это экспериментальный факт. Этот факт можно связать с другими химическими фактами. Например: «С водой реагируют оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, оксиды многих других металлов не реагируют с водой». Но указать ПРИЧИНУ, по которой Fe2O3 не реагирует с водой, невозможно. Не реагирует и все. Это, повторяю, экспериментальный факт!

В природе встречается лимонит (бурый железняк) – гидратированная форма оксида железа (III), состав которого можно выразить формулой: Fe2O3.nH2O. Но образование некоторых минералов происходит в течение миллионов лет.

Аналогичные дефекты содержат задания № 3 и № 4 (с. 172), представленные здесь в сокращенном виде: 3.2.4. А. «Какие из перечисленных ниже веществ будут взаимодействовать с соляной кислотой: магний, оксид меди(II), медь? Если реакции не могут быть осуществлены, объясните почему». Б. «Какие из перечисленных ниже веществ будут взаимодействовать с гидроксидом натрия: оксид углерода(IV), оксид меди(II)? Если реакции не протекают, объясните почему».

Неправильно: «Объясните почему?» Правильно: «Укажите, какие вещества химически не взаимодействуют, и поясните ход ваших рассуждений».

А.В. Краснянский:

Объяснение – одна из важнейших функций научной теории. Объяснить явление, процесс – это указать причину явления или процесса, сослаться на закон природы. Невозможно указать причину, из-за которой медь не взаимодействует с соляной кислотой. Автор учебника «объясняет» (с. 158) так: «А вот реакция между раствором соляной кислоты и медью невозможна, так как медь стоит в ряду напряжений после (правее – А.К.) водорода». Однако этот ряд является всего лишь компактным способом записи электрохимической информации, в том числе информации о том, что медь не реагирует с соляной кислотой. Получаем «круг в объяснении». «Объяснение» автора учебника – энтимема (сокращенный силлогизм). Восстановим энтимему до полного категорического силлогизма: «Все металлы, стоящие в электрохимическом ряду правее водорода, не реагируют с соляной кислотой. Медь (металл) стоит в электрохимическом ряду правее водорода. Заключение – медь не реагирует с соляной кислотой». Вот так и нужно отвечать. Но это не объяснение! Это указание на правило. Есть правило: «Все металлы, стоящие в электрохимическом ряду правее водорода, не реагируют с соляной кислотой». Его нужно запомнить. Это правило основано на экспериментальных фактах. Но ссылка на это правило – это не указание причины, то есть это не объяснение того, ПОЧЕМУ медь не реагируют с соляной кислотой.

3.2.5. «Насколько справедливо утверждение, что реакции соединения будут, как правило, экзотермическими реакциями? Обоснуйте свою точку зрения, пользуясь приведенными в тексте учебника фактами». (№ 4, с. 131).

Ответ на этот вопрос есть на с. 99 учебника: «Интересно отметить, что реакции соединения и реакции разложения сопровождаются противоположными эффектами: реакции соединения чаще относятся к экзотермическим, а реакции разложения – к эндотермическим».

Действительно, реакции разложения  веществ, слагающих земную кору (оксид кремния, силикаты, алюмосиликаты, оксиды металлов и др.) – эндотермические реакции. В состав животных и растений также входят в основном вещества, для термического разложения которых необходима энергия.

Но с дидактической точки зрения нельзя учить школьников определять знак теплового эффекта по стехиометрическому уравнению реакции без привлечения термохимических данных.

Примеры экзотермических реакций разложения:

С2H2 = 2C(крист.) + H2(газ) +226,7 кДж;

2N2O (газ) = 2N2(газ) + O2 (газ) +164 кДж;

NH4NO3(крист.)  = N2O (газ) + 2H2O(газ) +35,2 кДж или, при детонации (взрыве):    2NH4NO3(крист.) =  2N2(газ) + O2(газ) +  4H2O(газ) +236,4 кДж.

Нитрат аммония используется как удобрение, так и в качестве взрывчатки – в смесях с другими веществами. Однако и чистый нитрат аммония может взрываться. Был случай на складе, где хранился нитрат аммония. Кристаллы нитрата аммония «слежались», образовалась прочная масса и ее решили раздробить с помощью взрывчатки. Однако взорвался, по-видимому,  весь нитрат аммония (десятки тонн),  находящийся на складе и при взрыве погибло много людей.

Реакции разложения   взрывчатых веществ (тринитротолуола, глицеринтринитрата  (нитроглицерина),  гексогена и др.) – тоже экзотермические реакции.

3.2.6. «Какой тип связи должен быть в металлическом водороде?» (№ 4, с. 55).

Во-первых, это тавтологичный вопрос: познавательной неопределенности нет, так как запрашиваемая информация выражается всеми терминами, входящими в его формулировку [2]. Ведь очевидно: «Если водород – металлический, то и тип связи – металлический». Во-вторых, учащиеся ничего не знают о «металлическом водороде», да и достоверного знания как такового нет – это возможное (гипотетическое) состояние водорода при очень высоких давлениях.  В третьих, этот вопрос ставит учащихся в тупик: они знают, что водород (как элемент) – типичный неметалл, и вдруг, как чертик из коробки, появляется «металлический водород».

3.2.7. «О каком свойстве металлов говорится в начальной строке стихотворения А.С. Пушкина «Кинжал»: «Лемносский бог тебя сковал». (№ 3, С. 51).

Этот вопрос также можно отнести к тавтологическим, поскольку он практически не содержит познавательной неопределенности: сковал – ковкость. Еще примеры тавтологических вопросов – из истории: «В каком году была Отечественная война 1812 года?», «Между кем и кем была русско-японская война?».

3.2.8.    «Какой из растворов (речь идет о водных растворах сахарозы, сульфата меди и аммиака – А.К.) не будет обладать свойством электролитической проводимости». (№ 4, с. 205). Термин «электролитическая проводимость» ввел Майкл Фарадей в 1834 году. Этого термина нет в современных российских научных справочниках. Электропроводность (электрическая проводимость, проводимость) – способность вещества пропускать электрический ток под действием электрического поля. В соответствии с физической природой зарядов, создающих электрический ток, различают три вида электропроводности: 1) электронную, 2) ионную и 3) смешанную, когда в электропроводности принимают участие как электроны, так и ионы.

3.2.9. «Как отличается по своей природе электропроводность металлов и электролитов?». (№ 5, с. 147).

Электропроводность электролитов в твердом состоянии при стандартных условиях очень мала. Правильно: «Как отличается по своей природе электропроводность металлов и растворов (или расплавов) электролитов».

3.2.10. «Дайте названия следующих бинарных соединений: Cl2O7 , Cl2O, ClO2, FeCl2, FeCl3, MnS,   MnO2, MnF4, MnO, MnCl4, Cu2O, Mg2Si, SiCl4, Na3N, FeS» (№ 2, с. 65).

Соединения: Cl2O7 , Cl2O, ClO2 MnF4,  MnCl4, SiCl4 и Na3N обладают одним или несколькими из указанных свойств (особенностей): неустойчивы, сильно ядовиты, экзотичны, дороги. Следовательно, учитель не может показать эти вещества школьникам, т.е. дать им остенсивное определение (определение методом показа). Они навсегда останутся для учащихся абстрактными объектами – знаковыми моделями веществ (химическими формулами). Без непосредственного (чувственного) восприятия веществ химия превращается в «химическую алгебру», которая, в отличие от алгебры, не обладает точностью и строгостью этой науки.

3.2.11. «Какое из веществ – H2S и H2SO4 проявляют только окислительные или только восстановительные свойства?» (№ 6, с. 179).

На этот вопрос (относительно серовдорода) невозможно дать истинный ответ, так как предпосылкой вопроса является ложное суждение: «Сероводород может проявлять только восстановительные свойства». Известно, что сероводород проявляет как восстановительные свойства (в большинстве реакций), например: 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O; , так и окислительные свойства, например: H2S + Zn = ZnS + H2.

3.2.12. «Запишите уравнение диссоциации соли: (CaOH)2SO4«. (с. 169).

Предпосылками этого задания являются суждения: 1) «Существует соль (CaOH)2SO4 (вероятностное суждение), 2) «Уравнение электролитической диссоциации этой соли отражает реальный процесс» (ложное суждение). Категорически утверждать, что такой соли не существует, нельзя. Но об этой соли ничего не говорится не в химических энциклопедиях, ни в  вузовских учебниках. Возможно, она получена в твердом состоянии. Но зачем в учебнике для 8-го класса обсуждать свойства экзотического вещества, о котором не говорится ничего даже в учебниках для химических вузов? При контакте с водой этой соли (если она существует) произойдет реакция:  (CaOH)2SO4 = CaSO4 + Ca(OH)2 (сульфат кальция и гидроксид кальция выпадут в осадок). «Правильный» ответ, который, вероятно, ожидает автор:   (CaOH)2SO4 =   2Ca(OH)+ + SO42- .

3.2.13. »Закончите молекулярные уравнения возможных реакций, протекающих в растворах, и запишите соответствующие им ионные уравнения: 1) Cu + AgNO3 –>    2)  Mg + ZnS –>…   3) Cu + Fe(NO3)2 –>  (№ 2, с. 169).

Во-первых, реакции 1) и 3) протекают не в растворе, а на границе металл – раствор. Во-вторых, о какой реакции в растворе может идти речь, если магний и сульфид цинка практически нерастворимы в воде?

3.2.14. «Как вы думаете, почему проявляют разные свойства изотопы 40K и 40Ar?» (№ 1, с. 27).

40K и 40Ar - изобары, а не изотопы. Изобары – атомы, в ядрах которых общее число нуклонов (массовое число A = Z + N)   одинаково, а число протонов и нейтронов различно. Изобары относятся к разным химическим элементам и, естественно, их свойства различаются.

3.2.15. «Закончите молекулярные уравнения возможных химических реакций: 1) P2O5 +KOH(изб.) –>… 2) Fe(OH)2 + HNO3(изб.) –>3) Ca(OH)2(изб.)+ CO2 –>  (С.162, № 3).

В данном учебнике эти задания являются бессмысленными: в нем нет ни слова о влиянии избытка или недостатка реагентов на состав продуктов реакций и поэтому у восьмиклассников нет знаний, чтобы ответить на эти вопросы.

Ответ на  вопрос 1):  При добавлении оксида фосфора (V) P2O5 к раствору щелочи KOH  образуются последовательно K3PO4, K2HPO4, KH2PO4 (в школе  рассматривается образование только ортофосфатов, образование солей метафосфорных кислот не рассматривается).     Если щелочь изначально взята в избытке, то образуется только K2PO4 .

3.3. Некорректные задачи

3.3.1. «Определить число протонов, электронов и нейтронов в атомах элементов: магния, фосфора, золота».(№ 3, с. 24).

Чтобы определить число нейтронов, необходимо знать изотопный состав элементов: Mg, P,  Au. Однако понятие «изотопы» О.С. Габриелян обсуждает только на с. 26; в учебнике нет данных по изотопному составу этих элементов. Что есть? Есть намек (смотрите. с. 24, пример с железом) на «решение» такого рода (некорректных!) задач. В случае, например, магния, «решить» задачу можно, если принять за истинные ложные суждения: «Элемент магний состоит из одинаковых атомов» и «Массовое число атома (какого?) магния A можно определить,округляя до целого числа относительную атомную массу (ОАМ) магния Ar». Получаем: N = A – Z, A = 24, Z = 12 –>  N = 12. Вывод:   ядра атомов магния содержат 12 нейтронов. Это ложный вывод, так как элемент  магний состоит не из одинаковых по массе атомов (не из одного нуклида), а из трех изотопов: 24Mg (78,60 %), 25Mg (10,11 %), 26Mg (11,29 %). Определить массовое число по относительной атомной массе  (ОАМ) элемента можно только в случае, если заранее известно, что элемент состоит из одинаковых атомов (из атмов с одинаковым составом ядер, или, иначе, из одного нуклида).

3.3.2.  «Порядковый номер химического элемента равен 35. Какой это элемент? Чему равен заряд его атома? Сколько протонов, электронов и нейтронов содержит его атом?» (№ 5, с. 25).

Вопрос: «Сколько нейтронов содержит атом брома?» является логически некорректным вопросом, так как основан на ложном суждении: «Элемент бром состоит из одинаковых атомов». На логически некорректный вопрос невозможно дать истинный (правильный) ответ. Чтобы «решить» эту задачу, учащийся вынужден использовать ложное (неправильное) «правило»:   массовое число можно определить, округляя до целого числа относительную атомную массу брома:  N = A – Z , A = 80, Z = 35  –>   N = 45. Но изотопа  брома  80Br (N = 45) в природе нет!   Природный бром состоит из двух изотопов: 79Br (50,56 %) и 81Br (49,44%);   Cостав ядер: 79Br (Z = 35, N = 44), 81Br (Z = 35, N = 46).

3.3.3. Гадание как «метод» обучения. «Почему в Периодической системе Д.И. Менделеева относительная атомная масса   аргона близка к 40, а калия – к 39?» (С. 27).

Учащиеся: а) не знают изотопный состав Ar и K; б) не могут рассчитать относительную атомную массу (в учебнике нет формулы). Получается, что О.С. Габриелян создал двойную блокировку, чтобы исключить обоснованный ответ.  В качестве изотопов калия и аргона автор указываются     39K и 40K,   39Ar и  40Ar». (С. 26).  В природе нет 39Ar,   а 40K присутствует в ничтожных количествах.Чтобы,   не гадая,   решить эту задачу), нужно, исходя из изотопного состава этих     элементов:   36Ar (0,337 %),   38Ar (0.063 %),   40Ar (99,60 %);    39K (93,26 %), 41K (6,74 %) и 40K (природный радионуклид, его очень мало) рассчитать относительные атомные массы (ОАМ) аргона и калия.

3.3.4. Аналогичные дефекты содержат задания: А. «В следующих предложениях вставьте пропущенные слова: «Атом кремния содержит в ядре… нейтронов» (№ 3, с. 34);  Б. «Определить число протонов, электронов и нейтронов в атомах элементов: магния, фосфора, золота». (№ 3, с. 24).

Изотопный состав кремния: 28Si (92,27 %),   29Si (4,68 %), 30Si (3,05 %) и магния: 24Mg (78,60 %),    25Mg  (10,11 %)   26Mg (11,29 %).  У золота тоже несколько изотопов.  Как видим, кремний и магний состоят из нескольких изотопов: есть три изотопа кремния и три изотопа магния. А в вопросе речь идет о том, сколько нейтронов в атоме кремния, атоме магния, атоме золота. Но о каких атомах идет речь? Например, есть атомы кремния (28Si), которые содержат 14 нейтронов,  есть атомы кремния (28Si), которые содержат 15 нейтронов, и есть атомы кремния (28Si), которые содержат 16 нейтронов. Число нейтронов рассчитывается по формуле: N = A – Z, А – массовое число, Z – число протонов в ядре (оно равно порядковому номеру элемента).

3.3.5. «Какой объем водорода (н.у.) образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 40 % примесей?». (№ 1, сокращ., с. 104).

Во-первых, самый грязный реактив (марки «ч») содержит > 98 % основного вещества. Массовые доли углерода, азота и водорода в таких соединениях, как AlN,   Al4C3 и   AlH3 равны соответственно 34 %, 25 % и 10 %, т.е. содержат значительно меньше «примесей», чем «алюминий», о котором говорится в задаче. Поэтому неправильно говорить: «алюминий, содержащий 40 % примесей». Правильно: «Сплав, содержащий 60 % алюминия», или «Смесь веществ, содержащая 60 % алюминия». Во-вторых, алюминий получают электролизом расплава (глинозем + криолит), при этом сырец содержит меньше 1 % примесей. Поэтому очень трудно найти «алюминий, содержащий 40 % примесей». В третьих, необходимо уточнить формулировку задачи: из компонентов сплава (смеси) только Al реагирует образованием водорода.

3.3.6. Какой объем углекислого газа (н.у.) образуется при обжиге 500 г известняка, содержащего 20 % примесей? Какое количество оксида кальция образуется при этом? (№ 5, с. 166).

Почему эта реакция некорректная? Потому что надо было уточнить: при прокаливании примесей не образуется СаО.   Известняк (горная порода) может содержать доломит (CaCO3 . MgCO3), а в зоне гипергенеза (выветривания, если есть примеси пирита)) – гипс CaSO4.2H2O (дающих при обжиге CO2, CaO и другие вещества), в известняке есть примеси кварца и других минералов. Если в известняке присутствует в качестве примеси  гипс, то при его прокаливании  тоже образуется оксид кальция.

Аналогичные дефекты содержат следующие задачи (в кратком изложении):

3.3.7. »Алюминий (270 г), содержащий 20 % примесей, прореагировал с воздухом. V(возд., н.у.) = ?, m(Al2O3) = ?» (№ 2, с. 103).

Если алюминий содержит в качестве примеси, например, карбид алюминия Al4C3, то в реакции с воздухом привысокой теамперату он дает Al2O3 и CO2 .

3.3.8. »Оксид железа(III) (640 кг), содержащий 25 % примесей, прореагировал с водородом. V(H2, н.у.) = ?, n(H2O) = ?» (№ 1, С. 102).

3.3.9. Карбонат кальция (250 кг), содержащий 20 % примесей, прокалили. V(CO2, н.у.) = ?, m(H2O) = ?». (№ 2, с. 104).

3.3.10. »Магний (120 г), содержащий 25 % примесей, растворили в соляной кислоте. V(H2, н.у.) = ?» (№ 5, с. 159).

3.3.11. »Нитрат аммония (890 г), содержащий 20 % примесей, обработали 80 % раствором (взятым в избытке – А.К.) гидроксида натрия (и смесь нагрели – А.К.). V(NH3,,н.у.) = ?, mo(NaOH) = ?».(№ 4, с. 162).

3.3.12. »В 420 мл воды растворили 33,6 л оксида серы(IV). Какова массовая доля сернистой кислоты в полученном растворе?» (№ 4, с. 166).

Решение задачи (А.В. Краснянский):

В задаче надо было указать  давление, температуру и долю SO2, вступившего в реакцию с водой с образованием кислоты, либо указать: «Расчеты провести исходя из предположения, что весь растворенный оксид серы(IV) прореагировал с водой с образованием сернистой кислоты». Кроме того, О.С. Габриелян забыл указать, что объем газа измерен при нормальных условиях.

Задачу решим исходя  из предположения, что весь растворенный оксид серы(IV) прореагировал с водой с образованием сернистой кислоты.

Решение задачи записываем в виде знакового алгоритма:

V(SO2)       —->   n(SO2)   —> уравнение реакции —->  n(H2SO3)  ——>  m(H2SO3)      —-> m(раствора кислоты)     ——>  массовая доля  H2SO3 в растворе

33,6 л (н.у.)          1,5 моль                                                        1,5 моль                123 г                  n(SO2) + m(H2O)  = 516 г                                      123 г/516 г =

V(SO2)       ——>   n(SO2) ——>   m(SO2)

33,6 л (н.у.)             1,5 моль          96 г

3.3.13. «В сосуд вместимостью 3 л была помещена смесь 3 моль кислорода и водорода в отношениии 1:2. Через 10 мин количество смеси уменьшилось до 0,6 моль. Какова была скорость реакции?» (№ 3, с. 121).

Во-первых, слово «количество» не относится к научным терминам, поскольку неясно – количество – это объем, или масса, или количество вещества?  Лучше использовать термин: «количество вещества». Во-вторых, школьники, исходя из определения скорости реакции (с. 119) и химического уравнения, придут к выводу, что скорость реакции, измеренная по O2, в 2 раза меньше, чем скорость реакции, измеренная по H2 или по H2O. Но чему равна скорость реакции, учащиеся так и не узнают. Неопределенность в этом вопросе существует во всех школьных учебниках и в большинстве вузовских.

3.3.14.  Лишние слова (подчеркнуты) в перечислении альтернатив: «Укажите, где о кислороде говорится как об элементе, а где – как о простом веществе: 1) кислород мало растворим в воде по объему; 2) молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода; 3) в воздухе содержится 21 % кислорода (по массе или объему? – Анатолий Краснянский); 4) кислород входит в состав углекислого газа атмосферы. (№ 5, с. 7).

4. Логические ошибки

4.1. Нарушения требований закона противоречия.

4.1.1. Из ряда электроотрицательности на с. 43 следует, что Э(P) >   Э(Si) > Э(H), а в задаче № 1 на с. 45 утверждается, что «атомы водорода и фосфора имеют одинаковые значения электроотрицательности». (С. 45). Противоречие: Э(P) > Э(H); Э(P) = Э(H).

4.1.2. «При этом небольшое число обобществленных электронов связывает большое число ионов и атомов (рис. 11)». (С. 47).

Однако из рис. 11 следует, что металл состоит только из заряженных частиц: ионов и электронов. Противоречие: «В металле есть атомы, ионы и электроны»; «В металле нет атомов, есть только ионы и электроны».

4.1.3. »Пламя (рис. 30: «Строение пламени»имеет три зоны«. (С. 107).

Однако на рис. 29: «Спиртовка» пламя имеет две зоны». Противоречие: «Пламя имеет две зоны»; «Пламя имеет три зоны».

4.1.4. «Он  (закон действующих масс – А.К.) не распространяется на вещества, находящиеся в твердом состоянии, так как считается, что их концентрация постоянна, поскольку они реагируют лишь на поверхности, которая, как считается, остается практически неизменной (гетерогенная реакция)». (С. 123).

Это противоречивое выражение (абсурд). Противоречие: «Реакция идет только на поверхности»; «Поверхность при этом остается практически неизменной».

4.1.5. «Мы уже выяснили, что процесс образования аммиака из водорода и азота является экзотермическим, а обратный – разложение аммиака – эндотермическим. При повышении температуры равновесие этой реакции сместится влево, в направлении реакции разложения аммиака, которая проходит с поглощением теплоты и поэтому ослабляется внешним воздействием – повышением температуры». (С. 134).

Это противоречивое выражение (абсурд). Противоречие: «При повышении температуры равновесие смещается в направлении реакции разложения аммиака»; «При повышении температуры реакция разложения аммиака ослабляется». Замечание: На самом деле при повышении температуры увеличивается как скорость разложения, так и скорость образования аммиака, но скорость первой реакции возрастает более резко, чем скорость образования аммиака, так как энергия активации разложения аммиака больше энергии активации синтеза аммиака. Поэтому и происходит смещение равновесия влево, т.е. увеличиваются равновесные концентрации азота и водорода.

4.1.6. «В воздухе всегда содержится около 0,03 % (по объему) углекислого газа. Содержание его в воздухе непостоянное«. (С. 65).

Противоречие: «Содержание CO2 в воздухе постоянно»; «Содержание CO2 в воздухе непостоянно».

Правильно: «Объемная доля углекислого газа (средняя величина) в атмосфере величина постоянная и равна 0,03 %, но в воздухе вблизи тепловых электростанций и металлургических заводов она может быть значительно выше».

4.1.7. «Если провести эту реакцию в обратном направлении, то есть пропускать водород через раствор хлорида цинка, то металлический цинк не образуется – эта реакция не может протекать в обратном направлении, она необратима». (С. 129). Провести реакцию и пропускать водород через раствор хлорида цинка – это не одно и то же. Это противоречивое выражение (абсурд). Противоречие: «Реакция идет»; «Реакция не идет». Правильно: ««Если попытаться провести эту реакцию в обратном направлении…»

4.1.8. А. «Кислотами называются сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотных остатков». (С. 71).

Атом – электронейтральная частица. Поскольку вещество в целом электронейтрально, то кислотные остатки – атомы или электронейтральные группы атомов.

Б. «Соли – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и кислотных остатков». (С. 75).

Ионы металлов – положительно заряженные частицы. Из электронейтральности вещества следует, что кислотные остатки – отрицательно заряженные частицы. Противоречие № 1 между суждениями А и Б. Из А  следует: »Кислотные остатки – нейтральные частицы»; Из «Б» следует:  «Кислотные остатки – заряженные частицы».

В. «Как видно из определения, соли по составу похожи на кислоты, только вместо ионов водорода они содержат ионы металла». (С. 75).  Противоречие № 2: «В состав кислот входят атомы водорода (см. А); «В состав кислот входят ионы водорода» (см. В) Противоречие № 3: «Кислоты состоят из молекул (см. А); «Кислоты состоят из ионов (это следует из В).

4.1.9. «Поэтому под растворами понимали однородные смеси, состоящие из двух или более однородных частей».

Если в системе можно выделить несколько однородных (различных, поскольку их несколько) частей, то это уже неоднородная (гетерогенная) система. Противоречие: Раствор – однородная смесь; Раствор – неоднородная смесь.

2.1.10. На с. 150 уравнение электролитической диссоциация Ca(OH)2 записывается в одну стадию: Ca(OH)2 =  Ca2+++ 2OH- , а затем (С. 151) указывается, что гидроксид кальция диссоциирует ступенчато:  Ca(OH)2 =    CaOH++ OH-, CaOH+ = Ca2++ OH- Противоречие: «Диссоциация гидроксида кальция – одностадийный процесс; «Диссоциация гидроксида кальция происходит в две стадии».

4.1.11.   «Катион CuOH+ имеет заряд +1, поэтому в молекуле (малахита – А.К.) два таких катиона и один двухзарядный анион CO32- объединены в электронейтральную соль«.  Противоречие: «Малахит состоит из ионов»; «Малахит состоит из молекул».

4.1.12. «Для фосфорной и других многоосновных кислот протекает ступенчатая диссоциация». (С. 150).

Во-первых, неточным является выражение: «Для кислот протекает диссоциация». Правильно: Многоосновные, в том числе фосфорная кислота, диссоциируют ступенчато. Фосфорная и  -вторых, на этой же странице дано уравнение диссоциации серной кислоты как одностадийного процесса: H2SO4= 2H++SO42-. Противоречие: «Диссоциация многоосновных (двух-, трех- и т. д.) кислот происходит ступенчато». «Диссоциация серной кислоты (двухосновной кислоты) происходит в одну стадию».

4.2. Нарушение требований закона тождества: отождествление разных понятий

4.2.1. «Если взять 1 моль водорода, 1 моль кислорода… при нормальных условиях…, то окажется, что один моль любого из газов займет один и тот же объем, равный 22,4 л. Так как это объем газа количеством 1 моль, то он называется молярным объемом и обозначается Vm(С. 59).

Во-первых, объем газа нельзя называть молярным объемом. Объем (л) и молярный объем (л/моль) – это разные понятия, разные физические величины. Во-вторых, утверждение: «Один моль любого газа занимает объем, равный 22,4 л газа» не совсем точно, но к этой неточности химики давно привыкли. Газ не имеет собственного объема. У него нет «свободы воли»: его объем равен объему сосуда, в котором он оказался. Более точно: «Если газ ввести в сосуд объемом 22,4 л, то при температуре 0o С его давление окажется равным 1 атм».

4.2.2. «Масса 1 моль вещества называется его молярной массой и обозначается буквой M». (С. 56).

Массу нельзя называть молярной массой, так как масса (г) и молярная масса (г/моль) – это разные физические величины. Единица измерения масс – грамм (или кг), единица измерения молярной массы – г/моль или кг/моль.  Пример. Молярная масса воды 18 г/моль, масса одного моля воды 18 г. Иногда в учебниках пишут: масса 1 моль вещества численно равна молярной массе (в единицах: г/моль). Не знаю, можно ли так писать.

4.3. Ошибка в доказательстве

«Различают три вида радиоактивных лучей: a-лучи, которые состоят из альфа-частиц, имеющих заряд в два раза больше заряда электрона, но с положительным знаком, и массу в 4 раза больше массы атома водорода; бета-лучи представляют собой поток электронов; гамма-лучи – это электромагнитные волны с ничтожно малой массой и не несущие электрического заряда. Следовательно,   атом   имеет    сложное строение – состоит из положительного заряженного ядра и электронов. Как же устроен атом?« (С. 22.).

Во-первых, выяснение природы излучения не позволило в то время сделать какие-либо определенные выводы о строении атома. Как утверждает английский физик Джордж Тригг, до опытов Эрнста Резерфорда «ни в одном исследовании не было получено никаких данных, касающихся структуры атома». В частности, не было известно, как распределен положительный заряд в атоме, хотя и были выдвинуты гипотезы относительно строения атома (Дж. Дж. Томсон, Ф. Ленард, Х. Нагаока). Здесь О.С. Габриеляном сделана ошибка в доказательстве: «не следует». Во-вторых, он противоречит сам себе. Если до исследований Резерфорда было известно, что атом «состоит из положительного заряженного ядра и электронов», то зачем тогда Резерфорду надо было ставить весьма трудоемкие опыты по рассеянию альфа-частиц? Однако именно опыты учеников Резерфорда и сопоставление экспериментальных данных с теорией рассеяния (разработанной Резерфордом), позволило установить, что весь положительный заряд и практически вся масса сконцентрированы в очень малом объеме (малом по сравнению с размерами атома).

4.4. Пример ошибки в определении

«Ненасыщенным называется такой раствор, в котором при данной температуре находится меньше растворяемого вещества, чем в его насыщенном растворе». (С. 139).

Дать определение – это указать существенные признаки предметов (класса предметов).   Возьмем насыщенный водный раствор хлорида калия и добавим воду. Образуется ненасыщенный раствор, при этом масса растворенного вещества (хлорида калия) не изменилась, но молярная концентрация и массовая доля растворенного вещества стали меньше, чем в насыщенном растворе. Следовательно, существенными признаками ненасыщенных растворов  является молярная концентрация и массовая доля растворенного вещества: они меньше, чем в насыщенном растворе. Ненасыщенным называется такой раствор, в котором при данной температуре молярная доля или  молярная концентрация растворенного вещества меньше, чем в его насыщенном растворе.

5. Пример дидактической ошибки: вместо объяснения – инструкция

«При составлении ионных уравнений следует руководствоваться тем, что формулы веществ малодиссоциирущих, нерастворимых и газообразных записываются в молекулярном виде». (С. 152).

Ученикам, конечно, непонятно, почему этим надо «руководствоваться». Раз надо, так надо. Придется запомнить…. На самом деле здесь все просто и ясно. Химическое уравнение – это не просто запись химической реакции, это знаковая модель химической реакции.Примеры моделей, понятные для детей: кукла (модель человека), модели автомобилей, самолетов и т.п. Уравнение химической реакции должно адекватно отражать состав (структуру) веществ и химические процессы. Ионно-молекулярное («ионное уравнение» – неправильно) показывает, какие частицы (ионы и молекулы) присутствуют в системе до и после реакции. Почему в ионно-молекулярном уравнении сероводород в водном растворе (сероводородную кислоту) следует записывать в молекулярном, а не в ионном виде? Потому, что концентрация молекул сероводорода в растворе в сотни тысяч раз превышает концентрацию гидросульфид ионов и в миллионы – сульфид-ионов. Почему   электролитическую диссоциацию сероводородной кислоты нужно записывать в виде двухстадийного процесса: H2S <–> H+ + НS-; НS- <–> ­ H+ + S2- и нельзя записывать в виде»суммарного», «итогового» уравнения: H2S  <–> 2H+ + S2- ? А потому, что уравнение H2S  <–> 2H+ + S2 – это плохая модель диссоциации сероводорода в растворе, поскольку из нее следует ложное утверждение: «В растворе нет гидросульфид-ионов». В этом уравнении нет гидросульфид-ионов, хотя их концентрация в растворе во много раз больше концентрации сульфид-ионов.

2.5. Опечатки

С. 42. 1 нм = 10-9 м, или 0,0000000001 м – лишний «0″. С. 125. HI (неправильно) вместо 2HI (правильно). С. 125. NO2 вместо 2NO2.   С.139. »…растворимость ионов уменьшается» вместо «…растворимость газов уменьшается».  С. 153 N+ вместо Na+. С.151. N3- вместоNO33-. С.157.  2SiO3 вместо H2SiO3.     С. 164. «+» вместо «=». С. 166.  2CO32- вместо CO32- . С. 179. AI3 вместо AlI3.

3. Тезис: «Книга по химии для 8 класса О.С. Габриеляна  – это не учебник»

Доказательство

Чтобы  доказать, что «Книга по химии для 9 класса О.С. Габриеляна  – это не учебник», необходимо исходить из определения понятия «учебник» и понимать, чем учебник отличается от обычной книги.  Дать определение учебнику – это указать его существенные признаки. Сложность заключается в том, что известно много различных определений.  Поэтому  выбрана следующая схема доказательства:

1. Берется несколько определений «понятия» учебник.

2. Проводится анализ каждого определения.

3. На основании анализа определения дается ответ на вопрос: «Является или нет книга по химии для 9 класса О.С. Габриеляна учебником?»

3.1.    Федеральный совет по учебникам   Министерства образования и науки  дает такое определение:

«Учебник – это учебное издание, содержащее систематическое изложение учебной дисциплины, ее раздела, части, соответствующее учебной программе, и официально утвержденное в качестве данного вида издания  (ГОСТ 7.60-2003). (см. сайт совета:  http//fsu.edu.ru/p38aa1.html).

Это определение дал Федеральный совет и это определение, утвердил ГОСТ, а ГОСТ – это Государственный стандарт и этот стандарт (определение, что такое учебник) обязателен к применению на всей территории страны!

Анализ этого определения позволяет выявить  признаки учебника:

1. Учебник – это книга;

2. Учебник должен содержать систематическое изложение учебной дисциплины;

3. Учебник  должен соответствовать учебной программе;

4.  Учебник должен быть утвержден Министерством.

Нет сомнений, что сочинение О.С. Габриеляна функционирует в виде книги, что эта книга содержит систематизированный (к сожалению, плохо систематизированный) материал по химии и нет  никаких сомнений, что эту книгу утвердило Министерство.  Остался пункт 3. Этот пункт отсылает нас к учебной программе.   Я не нашел в интернете определение понятия «учебная программа», которое, возможно, предложили логики из Министерства.   В интернете есть такое определение: «Учебная программа — нормативный документ, очерчивающий круг основных знаний, умений и навыков, которые должны быть усвоены по каждому отдельно взятому учебному предмету» (см. Глоссарий «У» Педагогика).

Что означает: «Соответствовать учебной программе?» {С.И. Ожегов: «Соответствие – соотношение между чем-нибудь, выражающее согласованность, равенство в каком-нибудь отношении. В соответствии с законом. Полное соответствие  интересов.  Соответствовать – заключать в себе соответствие с чем-нибудь. Соответствовать истине.}

Следовательно, выражение «учебник должен соответствовать учебной программе» означает не что иное, как «учебник должен быть согласован с учебной программой». Учебник О.С. Габриеляна согласован с программой.

Следовательно,  согласно определению, придуманному Федеральным советом по учебникам ,  книга  О.С. Габриеляна по химии, содержащая большое количество логических и фактических ошибок, является, учебником.

3.1.1. Ошибки в определении понятия «учебник», утвержденном Министерством.

Во-первых, носителем информации может быть не только книга. Существуют, например, электронные учебники. Правильно: учебник – это книга или другой носитель информации…» (Энциклопедия Викисловарь. Сайт: http:ru.wiktionary.org/wiki/учебник).

Во-вторых, из определения неясно, чем учебник  (видовое понятие) отличается от родового понятия (учебная книга).

В-третьих, в определении указываются только два существенных признака учебника: 1) систематическое изложение учебной дисциплины, 2) соответствие  учебной программе.

Признак: «Учебник должен быть утвержден Министерством» не является существенным признаком, если экспертиза сделана непрофессионалами.

3.2.  В учебнике логики А.Д. Гетмановой («Учебник по логике». Москва.  «Владос». 1995, с. 102) сформулированы три   существенных признака учебника: 1. Учебник должен быть написан простым и ясным языком;  2. Учебник должен помогать учащимся выделять принципиальное, отличать главное от второстепенное; 3. Учебник должен развивать логическое мышление (этот пункт прямо не формулируется, но следует из главы VIII: Роль логики в процессе обучения, с. 213 – 232).

Но  книга О.С. Габриеляна не написана ясным языком, поскольку есть бессмысленные выражения и много логических ошибок. Она не развивает, а разрушает мышление. В этих условиях очень трудно отличать главное от второстепенного. Следовательно, книга О.С. Габриеляна – это не учебник.
3.3. В учебнике В.С. Безруковой «Педагогика. Проективная педагогика»  (Ектеринбург. «Деловая книга». 1996., с. 76) указываются, что учебник является средством, мотивирующим и стимулирующим учение. Если книга содержит большое количество логических ошибок, то приходится несколько раз перечитывать одну и ту же страницу, чтобы хоть что-то понять. Ведь без понимания учебный материал очень трудно запомнить, приходится  зубрить.

Противоречивая и путаная книга, какой является книга О.С. Габриеляна, может вызвать только раздражение учащихся. Следовательно, книга по химии О.С. Габриеляна – это не учебник.

3.4. В Большой советской энциклопедии (2-е издание) есть статья «Учебник». Вот три  фрагмента (Ф1, Ф2, Ф3) из этой статьи. Ф1: «Учебник – книга, предназначенная для обучения определенному учебному предмету, содержащая систематическое изложение знаний, подлежащих обязательному усвоению учащимися. Учебник раскрывает объем и содержание понятий учебной программы, содействует выработке основ мировоззрения учащихся и развитию их мышления, памяти, языка. Ф2: «При составлении учебника в его основу кладутся следующие требования: научность и доступность изложения; четко сформулированные определения, правила, основные положения и т.д.». Учебник должен отражать связь теории с практикой, с жизнью».  Ф3: «Язык учебника должен быть ясным, точным, сжатым и в то же время живым, в меру образным и эмоциональным, повышающим интерес учащихся к излагаемому материалу».

В данном случае в качестве определения выступает контекст, представляющий собой текст, состоящий из ряда высказываний, в которых употребляется определяемый термин (контекстуальное определение). В самом контексте может и не говориться, что имеет место определение термина. Если же контекст внимательно проанализировать, то из него можно «вычитать» определение указанного термина (Ю.В. Ивлев. Логика. Москва.»Проспект». 2004.)

Тексты из БСЭ позволяют выяснить, что такое учебник. Выделим существенные признаки:

1. Учебник должен развивать мышление, память и язык.

2.  Текст учебника должен быть понятным, язык учебника – ясным и точным.

3. Учебник должен быть интересным.

Книга О.С. Габриеляна  содержит множество логических и химических ошибок, которые  разрушают мышление и логическую память и язык учащихся.  Путанная и сумбурная книга  не может быть понятной и не может  быть интересной. Следовательно, книга по химии для 8 класса О.С. Габриеляна – это не учебник.
Внимание!  1. Учебник О.С. Габриеляна для 8-го класса (2002 – 2005 год издания) есть в федеральных перечнях учебников,

1) рекомендованных Минобрнауки на 2006-2007 учебный год, Приказ Минобрнауки № 302 от  07.12. 2005, приложение 1, стр. 91 (номер  705  в списке учебников). Приказ № 302 – см. сайт: http://fsu.edu.ru/p47aal.html.

2)  рекомендованных Минобрнауки на 2007-2008 учебный год, Приказ Минобрнауки № 321 от  14.12. 2006, приложение 1, стр. 61 (номер  670  в списке учебников). Приказ № 321 – см. сайт: http://fsu.edu.ru/p79aal.html.

3) рекомендованных Минобрнауки на 2008-2009 учебный год. Приказ Минобрнауки № 349 от  13.12. 2007, приложение 1,  (номер  563  в списке учебников). Приказ № 349 можно найти на сайте «Образование Урала»:  http://uraledu.ru/node/22367. В Приказе № 349 не указан год издания учебника.

4)  рекомендованных Минобрнауки на 2009-2010 и на 2010-2011 учебный год.

Внимание!  В 2008 году издательство «Дрофа» выпустило в свет переработанный и дополненный учебник О.С. Габриеляна для 8-го класса,  где ошибок   меньше, чем в предыдущих изданиях. Моя статья относится к изданиям с 1997 по 2005  год.

В данной статье рассмотрены НЕ все ошибки, содержащиеся в учебнике по химии для 8 класса О.С. Габриеляна!

Первые результаты работы по анализу учебника химии для 8-го класса О.С. Габриеляна были опубликованы в журнале «Педагогические науки». (2006. № 1. С. 36 – 51). (Статья: «Системный анализ учебной литературы – способ объективной оценки работы Министерства образования. Часть 2″).

Послесловие А.В. Краснянского

В учебнике по химии для 8 го класса О.С. Габриеляна (издания 1997 – 2005) я нашел около 100 фактических и логических ошибок. Но времени на выявления дидактических ошибок у меня не оказалось и я дал пример только одной дидактической ошибки.

Дидактические ошибки – самые страшные в том смысле, что учебник может не содержать ни фактических, ни логических ошибок, но из-за дидактических ошибок он может быть абсолютно непригоден для обучения.

Посетители сайта: Н.В. Соколов, лаборант из Монголии и  Лена (фамилия которой, к сожалению, неизвестна), сами сделали дидактический анализ учебника (смотрите приложение). Это показывает, что лаборант Соколов и Лена имеют значительно более высокую квалификацию, чем  «эксперты»  министерства «просвещения».

Министерство до сих пор не сняло гриф «Рекомендовано» с учебника, изданного в период от 1997 до 2005 года.

Понять основы химии с помощью этого учебника, на мой взгляд невозможно. Особый вред мышлению наносят логические ошибки, поскольку они разрушают логическое мышление.

Поэтому заставлять детей учиться по этому учебнику - это издевательство над детьми и родителями. Ведь родители часто думают, что если ребенок что-то не понимает, то он просто не хочет понять, не хочет сделать усилие, чтобы понять!  Многое  в учебнике О.С. Габриеляна в принципе невозможно понять.

Но дети не виноваты. Виновато Министерство «просвещения».

Уважаемые родители!

Помогите своим детям избавиться от учебников О.С. Габриеляна для 8 и 9 классов! Изучение химии по этим учебникам   -  это издевательство над Вашими детьми. Сами ученики пишут, что по этому учебнику невозможно понять химию!  Учителя не могут открыто выступать против Министерства образования, поскольку, судя по отсутствию критики, все несогласные с Минобрнауки наказываются! Поэтому надежда только на вас, уважаемые родители!

Анатолий Краснянский

~~~

Источник: avkrasn

Опубликовал: admin | Дата: Июн 8 2013 | Метки: Анализ |
Вы можете добавить свой комментарий ниже. Вы можете отправить новость в социальные сети.

Комментировать

Допустимый объём комментария: не более 1200 знаков с пробелами

mugen 2d fighting games

Мы в соцсетях

Поддержать сайт

руб.
Счёт № 41001451132177
Z328083690732
R145935562411 или +79135786207
Карта № 4276 8310 2377 4695 или
Счёт № 40817810931284000016/53
Кошелёк № +79135786207

блиц-поиск

Моя первая Зеркалка

Хотите выжать максимум из вашей зеркальной фотокамеры?
ЗАКАЗАТЬ

Супер Cinema 4D

Самой лучшей программой по работе с 3d считается Cinema 4d. Первый полноценный обучающий курс по Cinema 4D на русском языке.
ЗАКАЗАТЬ

Photoshop CS5
от А до Я

Автор этого курса - Евгений Карташов - признанный эксперт Adobe Photoshop. Курс состоит из 2-х дисков и содержит 100 уроков в отличном качестве
ЗАКАЗАТЬ

Photoshop для фотографа
(новая версия)

Как получать прекрасные фотографии даже без дорогой фотокамеры
ЗАКАЗАТЬ

Бюджетная фотостудия или секрет фотовспышек

Как организовать свою портативную фотостудию? Как с минимальными затратами на свет получать фотографии, как в полноценной студии, при этом оставаясь мобильным?
ЗАКАЗАТЬ

Записей на сайте: 24,577 | Комментариев: 14,686

© 2010 - 2016 «Красноярское Время» – информационный портал:
важные политические, экономические и социальные темы, актуальные новости, обзоры, рейтинги, публицистика,
аналитика, версии, исследования, итоги, мнения известных людей, комментарии, видеозаписи, фонограммы.
Автор проекта: Щепин К.В., контактный тел. +7 913 578 6207
При использовании материалов гиперссылка на «Красноярское Время» обязательна! Все права защищены!
Материалы сайта предназначены для лиц 18 лет и старше!

Войти | ManagAdNews Wp Advanced Newspaper WordPress Themes Designed by Gabfire themes
WordPress Themes
Wp Advanced Newspaper WordPress Themes Gabfire