Моделирование смешивания гидроксида хрома (III) и щелочи NaOH

Моделирование смешивания гидроксида хрома (III) и щелочи NaOH

математический программа модель алгоритм

· Разработать математическую модель системы.

· Сформулировать дискретную задачу и разработать алгоритм решения задачи.

· Написать и отладить программу (предусмотреть табличное и графическое отображение результатов).

· Выполнить расчеты по программе.

· Составить пояснительную записку

1. Математическая модель

Гидроксид Cr (OH) 3 — типичный амфолит, растворяется в щелочах с образованием гидроксокомплексов Cr (OH) 4 (-).

Запишем уравнение реакции для данной задачи:

NaOH + Cr (OH) 3=Na [Cr (OH) 4]

Коэффиценты в уравнении одинаковы (равны единице).

Воспользуемся формулой нахождения количества (моль) вещества из курса химии:

n=m/M,

где n — количество вещества в молях, m — масса данного вещества в граммах, М — молярная масса вещества в г/моль (рассчитывается из молярных масс элементов таблицы Менделеева)

Отсюда выражаем m:

m=n*M

2. Алгоритм решения задачи

Рисунок 1. Блок-схема расчета Na [Cr (OH) 4]

Обозначения в блок схеме.

m1-масса Сr (OH) 3 (в граммах)

m2_begin — начальная масса NaOH (г)

m2_end — конечная масса NaOH (г)

m2_step — шаг

M1 — молярная масса Cr (OH) 3 (г/моль)

M2 — молярная масса NaOH (г/моль)

M3 — молярная масса Na [Cr (OH) 4] (г/моль)

m3_max — максимальное количество образовавшегося Na [Cr (OH) 4] (г)

m3 — масса образовавшегося Na [Cr (OH) 4] (г)

3. Описание интерфейса

Рисунок 2. Окно программы. Вывод графика и таблицы

Рисунок 3. Окно программы. Этапы анимации

Заключение

Данная программа позволяет проводить моделирование смешивания двух веществ — гидроксида хрома (III) и щелочи NaOH. С помощью этой программы вводили различные значения параметров (массы исходных веществ) и наблюдали изменение количества (в данном случае масс, выраженных в граммах) образующегося комплексного соединения Na [Cr (OH) 4] в первой пробирке (количество растет) и щелочи NaOH во второй пробирке (количество уменьшается).

Код программы

// ;

#include

#pragma hdrstop

#include «Unit1.h»

#include «math.h»

// ;

#pragma package (smart_init)

#pragma resource «*.dfm»

TForm1 *Form1;

float m1, m2, m3, m2_begin, m2_end, m2_step, m3_max, a1, m3_end;

constfloat M1 =103;

constfloat M2 =40;

constfloat M3 =143;

// ;

__fastcall TForm1:TForm1 (TComponent* Owner)

:TForm(Owner)

{

}

// ;

void __fastcall TForm1: Button1Click (TObject*Sender)

{

m1 =StrToFloat (Edit1->Text);

m2_begin =StrToFloat (Edit2->Text);

m2_end =StrToFloat (Edit3->Text);

m2_step =StrToFloat (Edit4->Text);

m3_max = m1*M3/M1;

StringGrid1->Cells[0] [0]= «Iannauaei? eNaOH»;

StringGrid1->Cells[1] [0]= «Ianna Na [Cr (OH) 4]»;

StringGrid1->RowCount=1000;

introwsCount=0;

floateps=0.1;

Chart1->Series[0]->Clear();

//Chart1->

for (float m2 = m2_begin; m2<m2_end+eps; m2+=m2_step)

{

m3 = m2*M3/M2;

if (m3>m3_max)

m3 = m3_max;

StringGrid1->Cells[0] [rowsCount+1]=FloatToStr(m2);

StringGrid1->Cells[1] [rowsCount+1]=FloatToStr(m3);

Chart1->Series[0]->Add (m3, ««, clBlue);

rowsCount++;

}

m3_end = m3;

StringGrid1->RowCount= rowsCount+1;

}

// ;

void __fastcall TForm1: Timer1Timer (TObject*Sender)

{

TCanvas* canvas = Image1->Canvas;

canvas->Brush->Color =clWhite;

int width = Image1->Width;

int height = Image1->Height;

canvas->FillRect (TRect(0,0, width, height));

int xc = width/2;

intyc= height/2;

if (a1<1.57)

{

a1 +=0.1;

m2 = m2_end;

} else

{

if (m3<m3_end)

{

m3 +=3;

m2 = m3*M2/M3;

m2 = m2_end-m2;

TPointp1 (xc-10, yc-50);

TPointp2 (xc-10, yc-40);

TPointp3 (xc, yc);

Image1->Canvas->MoveTo (p1.x, p1.y);

Image1->Canvas->LineTo (p2.x, p2.y);

Image1->Canvas->MoveTo (p2.x, p2.y);

Image1->Canvas->LineTo (p3.x, p3.y);

Image1->Canvas->MoveTo (p3.x, p3.y);

Image1->Canvas->LineTo (p1.x, p1.y);

}

}

Probirka (xc, yc, 0, m3/200.0, clYellow);

Probirka (xc-10, yc-50, a1, m2/200.0, clBlue);

}

// ;

void __fastcall TForm1: Button3Click (TObject*Sender)

{

a1 =0;

m3 =0;

Timer1->Enabled =true;

}

TPointrotate (TPoint p1, TPoint p2, float a)

{

TPointV1 (p1.x-p2.x, p1.y-p2.y);

TPoint V2;

V2.x = V1.x*cos(a) — V1.y*sin(a)+ p2.x;

V2.y = V1.x*sin(a)+ V1.y*cos(a)+ p2.y;

return V2;

}

// ;

void __fastcall TForm1: Probirka (int x, int y, float angle, float level, TColor color)

{

int h =90;

inth_d=10;

int w =20;

Image1->Canvas->Pen->Color =clBlack;

Image1->Canvas->Pen->Width =2;

Image1->Canvas->Brush->Color =clWhite;

TPoint p1 (x+w/2, y);

TPoint p2 (x+w/2, y+h);

TPoint p3 (x-w/2, y+h);

TPoint p4 (x-w/2, y);

TPoint p5 (x+w/2, y+(int) (h*(1-level)));

TPoint p6 (x-w/2, y+(int) (h*(1-level)));

TPoint p7 (x, y+h - (int) (level*h/2));

TPoint pc (x, y);

p1 =rotate (p1, pc, angle);

p2 =rotate (p2, pc, angle);

p3 =rotate (p3, pc, angle);

p4 =rotate (p4, pc, angle);

p5 =rotate (p5, pc, angle);

p6 =rotate (p6, pc, angle);

p7 =rotate (p7, pc, angle);

Image1->Canvas->MoveTo (p1.x, p1.y);

Image1->Canvas->LineTo (p2.x, p2.y);

Image1->Canvas->MoveTo (p2.x, p2.y);

Image1->Canvas->LineTo (p3.x, p3.y);

Image1->Canvas->MoveTo (p3.x, p3.y);

Image1->Canvas->LineTo (p4.x, p4.y);

Image1->Canvas->MoveTo (p5.x, p5.y);

Image1->Canvas->LineTo (p6.x, p6.y);

Image1->Canvas->Brush->Color = color;

Image1->Canvas->FloodFill (p7.x, p7.y, clWhite, fsSurface);

}

// ;

void __fastcall TForm1: Button2Click (TObject*Sender)

{

Timer1->Enabled=false;

}

// ;