Kimya Problemi Çözme Alışkanlıkları ve Kontroller

Soruyu hedef nicelik ve birimi için okuyun

Hesap makinesine dokunmadan önce bir şey isteyen cümleyi bulun ve hedefi, cm cinsinden folyonun kalınlığı gibi, birimli bir nicelik olarak yazın. Yazılı bir hedef, soru gram isterken mol gibi bir ara değerde durmanızı engeller.

Sonra verilen her niceliği birimi ve anlamlı rakamlarıyla listeleyin ve hangi sayıların kesin olduğunu işaretleyin. Sayılan nesneler ve 1 L = 1000 mL ya da denkleştirilmiş bir denklemdeki katsayılar gibi tanımlı ilişkiler kesindir ve duyarlılığı sınırlamaz. Örtük bilgiyi de not edin: fazla oksijen, hangi tepkimeye girenin sınırlayıcı olmadığını söyler.

Son olarak, verilenleri hedefe bağlayan ilişkiyi adlandırın: bir yoğunluk, bir molar kütle, bir mol oranı veya bir molarite. Bir tane adlandıramıyorsanız soruyu yeniden okuyun; daha fazla aritmetik eksik bir fikri doldurmaz.

Birimleri her adımda taşıyın

Ara sonuçlar dâhil her sayının yanına bir birim yazın ve ilerledikçe birimleri sadeleştirin. Bu, süregelen bir kontrol olarak kullanılan boyut analizidir: geriye kalan birimler hedefin birimleri değilse sayı ne kadar makul görünürse görünsün kurulum yanlıştır. Ters çevrilmiş bir dönüşüm çarpanı hemen kendini gösterir, çünkü g × (g/mol) geriye g²/mol bırakır ve bu hiçbir şeyin miktarı değildir.

Önekler konusunda açık olun. mol/L cinsinden bir molariteyi kullanmadan önce 25.0 mL'yi 0.0250 L olarak yazmak, aksi hâlde kolayca gözden kaçabilecek 1000 katlık bir hatayı ortadan kaldırır.

Birden fazla madde göründüğünde onun kimliğini birimin bir parçası yapın: mol AgNO₃ ve mol Ag farklı niceliklerdir ve onları etiketlemek mol oranı adımını atlamayı zorlaştırır.

Önce tahmin edin, sonra hesap makinesiyle karşılaştırın

Verilen her değeri bir veya iki anlamlı rakama yuvarlayın ve aritmetiği zihinden yapın. Tahminin yalnızca doğru on kuvvetine ve kabaca doğru baştaki basamağa ihtiyacı vardır. Kesin değeri hesaplamadan önce bunu yazın.

Sonra karşılaştırın. On veya daha fazla katlık bir fark; bir önek hatasına, bilimsel gösterim girişi hatasına ya da ters uygulanmış bir orana işaret eder. 2 veya 3 gibi küçük bir tam sayı çarpanı mol oranlarına veya alt indislere işaret eder. Uyum cevabın doğru olduğunu kanıtlamaz, ancak uyumsuzluk bir şeylerin yanlış olduğunu gösterir.

Varsa fiziksel bir makullük kontrolü ekleyin. Kütleler, hacimler, derişimler ve mutlak sıcaklıklar pozitiftir. Saf ve kuru bir ürün için yüzde verim 100%'ü aşamaz. Seyreltilmiş bir çözelti, stok çözeltisinden daha az derişiktir.

Çözümlü örnek: bir alüminyum folyo tabakasının kalınlığı

Dikdörtgen bir alüminyum folyo parçasının boyutları 30.5 cm ve 22.0 cm'dir ve kütlesi 4.37 g'dır. Alüminyumun yoğunluğu 2.70 g/cm³'tür. Folyo ne kadar kalındır? Hedef, cm cinsinden bir kalınlıktır. İlişkiler hacim = kütle ÷ yoğunluk ve ince bir levha için hacim = uzunluk × genişlik × kalınlıktır.

Tahmin: 4.4 g ÷ 2.7 g/cm³ yaklaşık 1.6 cm³'tür ve alan yaklaşık 30 cm × 22 cm ≈ 660 cm²'dir. Kalınlık da yaklaşık 1.6 cm³ ÷ 660 cm² ≈ 0.0024 cm olur.

Hesap: V = 4.37 g ÷ 2.70 g/cm³ = 1.6185 cm³; şimdilik fazladan basamakları tutun. A = 30.5 cm × 22.0 cm = 671 cm². t = 1.6185 cm³ ÷ 671 cm² = 0.002412 cm. Ölçülen her değer üç anlamlı rakama sahiptir; bu yüzden t = 2.41 × 10⁻³ cm olarak verin, bu da 24.1 µm'dir. Birimler cm'ye sadeleşir ve sonuç tahminle uyuşur.

Makullük: 24.1 µm bir kâğıt yaprağından çok daha incedir; bu, folyonun davranışına uyar. 2.41 cm'lik bir cevap bu kontrolü hemen geçemezdi.

Çözümlü örnek: bir şeker küpündeki atomları sayma

Saf sakaroz, C₁₂H₂₂O₁₁, olarak kabul edilen 4.20 g'lık bir şeker küpünde kaç karbon atomu vardır? Hedef, C atomlarının sayısıdır. Yol şudur: sakaroz gramı → sakaroz molü → sakaroz molekülü → karbon atomu. Hesaplamadan önce yolu yazın; her ok bir dönüşüm çarpanıdır.

İki ondalık basamağa yuvarlanmış IUPAC standart atom kütleleriyle (C 12.01, H 1.01, O 16.00) molar kütle: 12(12.01) + 22(1.01) + 11(16.00) = 144.12 + 22.22 + 176.00 = 342.34 g/mol. Tahmin: 4 g ÷ 340 g/mol ≈ 0.012 mol; 0.012 mol × 6 × 10²³ mol⁻¹ ≈ 7 × 10²¹ molekül; × 12 ≈ 8 × 10²² karbon atomu.

Hesap: 4.20 g × (1 mol / 342.34 g) = 0.012269 mol sakaroz. 0.012269 mol × 6.022 × 10²³ molekül/mol = 7.388 × 10²¹ molekül. 7.388 × 10²¹ molekül × 12 C atomu/molekül = 8.866 × 10²² C atomu; 4.20 g üç anlamlı rakama sahip olduğu için 8.87 × 10²² olarak verilir. 12 kesindir; molar kütle ve Avogadro sabiti ise kütleden daha fazla basamak taşır. Tahmin uyuşur.

Madde miktarını ilk adımda 0.01 mol'e yuvarlamak 7.23 × 10²² verirdi; bu yaklaşık 18% düşüktür. Ara adımlarda fazladan basamak taşıyın ve yalnızca sonda bir kez yuvarlayın.

Çok adımlı problemleri niceliklerin haritası olarak düzenleyin

Üç veya daha fazla adımlı problemlerde hesaplamadan önce bir harita çizin: nicelikler için kutular (A'nın kütlesi, A'nın molü, B'nin molü) ve onları bağlayan ilişkiyle (molar kütle, mol oranı) etiketlenmiş oklar. Harita, ne yapılacağına karar vermeyi aritmetik yapmaktan ayırır.

Hangisinin daha az dalı varsa, verilenlerden ileriye ya da hedeften geriye doğru çalışın. Geriye doğru akıl yürütme, bir problem çok veri sağladığında yardımcı olur: hedefi hesaplamak için neye ihtiyacınız olduğunu, sonra bunu elde etmek için neye ihtiyacınız olduğunu, verilen niceliklere ulaşana kadar sorun.

Her satırda birim ve madde etiketleriyle bir dönüşüm tutun; böylece yanlış bir cevap, başarısız olan adıma kadar izlenebilir.

• Hedef niceliği birimiyle yazın.
• Her ilişkiyi adlandırın ve verilenlerden hedefe giden yolu çizin.
• Cevabı bir anlamlı rakama kadar tahmin edin.
• Hesaplayın; ara sonuçlarda fazladan basamak taşıyın.
• Yalnızca sonda bir kez, doğru anlamlı rakam sayısına yuvarlayın.
• Tahminle karşılaştırın ve fiziksel makullüğü kontrol edin.

Yaygın hatalar ve onları yakalayan kontroller

Aşağıdaki hatalar genel kimyada sıktır ve her birinin, tüm problemi yeniden çözmeyi gerektirmeyen hızlı bir kontrolü vardır.

Kendi çalışmanızda bir hata bulduğunuzda, hangi alışkanlığın onu yakalayacağını not edin ve en sık yaptığınız kalıba her seferinde bilinçli bir kontrol uygulayın.

• Ara bir nicelikte durmak, örneğin gram istenirken mol bildirmek. Kontrol: son birimi en başta yazdığınız hedefle karşılaştırın.
• 6.022 × 10²³ değerini 6.022 × 10 EE 23 diye yazmak; hesap makinesi bunu 6.022 × 10²⁴ olarak okur. Kontrol: 6.022'den hemen sonra EE veya EXP tuşuna basın ve on kuvvetini tahmininizle karşılaştırın.
• mol/L kullanan bir hesapta mL ile L'yi karıştırmak. Kontrol: birimler hedefe sadeleşmez.
• Bir dönüşüm çarpanını ters çevirmek. Kontrol: g²/mol gibi artan birimler.
• Ara sonuçları yuvarlamak. Kontrol: son adımı yuvarlanmamış değerlerle yeniden yapın; bildirilen basamaklar değişiyorsa daha fazla basamak taşıyın.
• Bir katsayı veya sakarozdaki 12 karbon atomu gibi kesin bir sayının anlamlı rakamları sınırlamasına izin vermek.
• Negatif bir kütle, 100%'ün üzerinde bir yüzde verim veya seyreltmede artan bir derişim gibi fiziksel olarak imkânsız bir değeri kabul etmek.