Ķīmijas uzdevumu risināšanas ieradumi un pārbaudes

Izlasiet jautājumu, lai atrastu meklējamo lielumu un tā vienību

Pirms ķerties pie kalkulatora, atrodiet teikumu, kas kaut ko prasa, un pierakstiet mērķi kā lielumu ar vienību, piemēram, folijas biezums, cm. Pierakstīts mērķis neļauj apstāties pie starpvērtības, piemēram, molu skaita, kad jautājums prasa gramus.

Pēc tam uzskaitiet katru doto lielumu ar tā vienību un nozīmīgajiem cipariem un atzīmējiet, kuri skaitļi ir precīzi. Saskaitīti objekti un definētas sakarības, piemēram, 1 L = 1000 mL vai līdzsvarota vienādojuma koeficienti, ir precīzi un neierobežo precizitāti. Ņemiet vērā arī netiešo informāciju: skābekļa pārpalikums norāda, kurš reaģents neierobežo.

Visbeidzot nosauciet sakarību, kas saista dotos lielumus ar mērķi: blīvumu, molāro masu, molu attiecību vai molāro koncentrāciju. Ja nevarat nosaukt nevienu, pārlasiet jautājumu; vairāk aritmētikas trūkstošu ideju neaizstās.

Nesiet vienības cauri katram solim

Rakstiet vienību blakus katram skaitlim, ieskaitot starprezultātus, un saīsiniet vienības gaitā. Tā ir dimensiju analīze, ko izmanto kā nepārtrauktu pārbaudi: ja atlikušās vienības nav mērķa vienības, uzstādījums ir nepareizs, lai cik ticams šķistu skaitlis. Apgriezts pārrēķina reizinātājs atklājas uzreiz, jo g × (g/mol) atstāj g²/mol, kas nav nekāds daudzums.

Esiet precīzi ar priedēkļiem. Pierakstot 25.0 mL kā 0.0250 L pirms molārās koncentrācijas mol/L izmantošanas, tiek novērsta 1000 reižu kļūda, ko citādi viegli palaist garām.

Ja parādās vairāk nekā viena viela, padariet tās identitāti par vienības daļu: mol AgNO₃ un mol Ag ir dažādi lielumi, un to marķēšana apgrūtina molu attiecības soļa izlaišanu.

Vispirms novērtējiet, tad salīdziniet ar kalkulatoru

Noapaļojiet katru doto vērtību līdz vienam vai diviem nozīmīgajiem cipariem un veiciet aritmētiku prātā. Novērtējumam vajadzīga tikai pareiza desmit pakāpe un aptuveni pareizs pirmais cipars. Pierakstiet to, pirms aprēķināt precīzo vērtību.

Pēc tam salīdziniet. Starpība desmit vai vairāk reižu norāda uz priedēkļa kļūdu, zinātniskā pieraksta ievades kļūdu vai attiecību, kas pielietota otrādi. Neliels veselā skaitļa koeficients, piemēram, 2 vai 3, norāda uz molu attiecībām vai apakšindeksiem. Sakritība neapliecina, ka atbilde ir pareiza, taču neatbilstība parāda, ka kaut kas ir nepareizi.

Pievienojiet fizikālu saprāta pārbaudi, kur tāda ir. Masas, tilpumi, koncentrācijas un absolūtās temperatūras ir pozitīvas. Iznākums procentos nevar pārsniegt 100% tīram, sausam produktam. Atšķaidīts šķīdums ir mazāk koncentrēts nekā sākotnējais šķīdums.

Risināts piemērs: alumīnija folijas loksnes biezums

Taisnstūra alumīnija folijas gabala izmēri ir 30.5 cm un 22.0 cm, un tā masa ir 4.37 g. Alumīnija blīvums ir 2.70 g/cm³. Cik bieza ir folija? Mērķis ir biezums cm. Sakarības ir tilpums = masa ÷ blīvums un plānai plātnei tilpums = garums × platums × biezums.

Novērtējums: 4.4 g ÷ 2.7 g/cm³ ir aptuveni 1.6 cm³, un laukums ir aptuveni 30 cm × 22 cm ≈ 660 cm². Biezums tad ir aptuveni 1.6 cm³ ÷ 660 cm² ≈ 0.0024 cm.

Aprēķins: V = 4.37 g ÷ 2.70 g/cm³ = 1.6185 cm³, pagaidām saglabājot papildu ciparus. A = 30.5 cm × 22.0 cm = 671 cm². t = 1.6185 cm³ ÷ 671 cm² = 0.002412 cm. Katrai izmērītajai vērtībai ir trīs nozīmīgie cipari, tāpēc norādiet t = 2.41 × 10⁻³ cm, kas ir 24.1 µm. Vienības saīsinās līdz cm, un rezultāts atbilst novērtējumam.

Ticamība: 24.1 µm ir daudz plānāks par papīra lapu, kas atbilst folijas īpašībām. Atbilde 2.41 cm šo pārbaudi uzreiz neizturētu.

Risināts piemērs: atomu skaitīšana cukura gabaliņā

Cik oglekļa atomu ir 4.20 g cukura gabaliņā, uzskatot to par tīru saharozi C₁₂H₂₂O₁₁? Mērķis ir C atomu skaits. Ceļš ir saharozes grami → saharozes moli → saharozes molekulas → oglekļa atomi. Pierakstiet ceļu pirms aprēķina; katra bultiņa ir viens pārrēķina reizinātājs.

Molārā masa, izmantojot IUPAC standarta atomsvarus, noapaļotus līdz divām decimālzīmēm (C 12.01, H 1.01, O 16.00): 12(12.01) + 22(1.01) + 11(16.00) = 144.12 + 22.22 + 176.00 = 342.34 g/mol. Novērtējums: 4 g ÷ 340 g/mol ≈ 0.012 mol; 0.012 mol × 6 × 10²³ mol⁻¹ ≈ 7 × 10²¹ molekulu; × 12 ≈ 8 × 10²² oglekļa atomu.

Aprēķins: 4.20 g × (1 mol / 342.34 g) = 0.012269 mol saharozes. 0.012269 mol × 6.022 × 10²³ molekulas/mol = 7.388 × 10²¹ molekulu. 7.388 × 10²¹ molekulu × 12 C atomi/molekula = 8.866 × 10²² C atomu, norādīts kā 8.87 × 10²², jo 4.20 g ir trīs nozīmīgie cipari. Skaitlis 12 ir precīzs, un molārajai masai un Avogadro konstantei ir vairāk ciparu nekā masai. Novērtējums sakrīt.

Noapaļojot vielas daudzumu līdz 0.01 mol jau pirmajā solī, būtu iegūts 7.23 × 10²², kas ir aptuveni 18% par zemu. Nesiet papildu ciparus cauri starpsoļiem un noapaļojiet vienu reizi beigās.

Kārtojiet daudzsoļu uzdevumus kā lielumu karti

Uzdevumiem ar trim vai vairāk soļiem pirms aprēķina uzskicējiet karti: lodziņi lielumiem (A masa, A moli, B moli) un bultiņas, kas apzīmētas ar tās savienojošo sakarību (molārā masa, molu attiecība). Karte nošķir lēmumu, ko darīt, no aritmētikas veikšanas.

Strādājiet uz priekšu no dotajiem lielumiem vai atpakaļ no mērķa, atkarībā no tā, kuram virzienam ir mazāk sazarojumu. Atpakaļvērsta spriešana palīdz, ja uzdevumā ir daudz datu: jautājiet, kas jums būtu vajadzīgs mērķa aprēķināšanai, tad kas būtu vajadzīgs tam, līdz nonākat pie dotajiem lielumiem.

Rakstiet vienu pārrēķinu katrā rindā, ar vienībām un vielu apzīmējumiem, lai nepareizu atbildi varētu izsekot līdz solim, kas neizdevās.

• Pierakstiet meklējamo lielumu ar tā vienību.
• Nosauciet katru sakarību un uzskicējiet ceļu no dotajiem lielumiem līdz mērķim.
• Novērtējiet atbildi ar vienu nozīmīgo ciparu.
• Aprēķiniet, starprezultātos saglabājot papildu ciparus.
• Noapaļojiet vienu reizi, beigās, līdz pareizam nozīmīgo ciparu skaitam.
• Salīdziniet ar novērtējumu un pārbaudiet fizikālo jēgu.

Biežākās kļūdas un pārbaudes, kas tās pamana

Tālāk minētās kļūdas vispārīgajā ķīmijā ir bieži sastopamas, un katrai ir ātra pārbaude, kurai nav jāpārrisina viss uzdevums.

Kad savā darbā atrodat kļūdu, atzīmējiet, kurš ieradums to būtu pamanījis, un savam biežākajam kļūdu veidam katru reizi veiciet apzinātu pārbaudi.

• Apstāšanās pie starplieluma, piemēram, molu norādīšana, kad prasīti grami. Pārbaude: salīdziniet galīgo vienību ar mērķi, ko pierakstījāt sākumā.
• 6.022 × 10²³ ievadīšana kā 6.022 × 10 EE 23, ko kalkulators nolasa kā 6.022 × 10²⁴. Pārbaude: nospiediet EE vai EXP tieši aiz 6.022 un salīdziniet desmit pakāpi ar savu novērtējumu.
• mL un L sajaukšana aprēķinā, kurā izmanto mol/L. Pārbaude: vienības nesaīsinās līdz mērķim.
• Pārrēķina reizinātāja apgriešana. Pārbaude: atlikušās vienības, piemēram, g²/mol.
• Starprezultātu noapaļošana. Pārbaude: atkārtojiet pēdējo soli ar nenoapaļotām vērtībām; ja norādītie cipari mainās, saglabājiet vairāk ciparu.
• Precīza skaitļa, piemēram, koeficienta vai saharozes 12 oglekļa atomu, ļaušana ierobežot nozīmīgos ciparus.
• Fizikāli neiespējamas vērtības pieņemšana, piemēram, negatīva masa, iznākums virs 100% vai koncentrācija, kas atšķaidot pieaug.