problemes(4)

Passos per a resoldre problemes de química

Per resoldre problemes a química hi ha dos punts molt importants a tenir en compte: quines són les dades del problema i quina és l'equació química (la reacció química) que hi té a veure.

Dades del problema

Quan resolem un problema de química hem de tenir molt clares quines són les dades que el problema ens dóna. No podem estar resolent el problema i aturar-nos per tornar a llegir l'enunciat cada cop que ens sembla que ens fa falta una dada, i no sabem si disposem d'ella o no.

Per tant, primer llegirem el problema de manera tranquil·la (no ens cal entendre tot el problema en aquest moment), per tal d'extreure de l'enunciat totes les dades que ens donen. Això ho farem escrivint, en una columna i a l'esquerra de la pàgina, tots els nombres que van apareixent a l'enunciat. Si aquesta dada té una lletra característica (es correspon a una magnitud com la densitat, el volum, la massa, etc.), hi escriurem aquesta lletra, un igual, i a continuació el nombre corresponent. Si no en té, pensarem una abreviatura per tal d'identificar-la posteriorment (per exemple, de dissolució concentrada a diss. conc.). A allò que se'ns pregunta li assignarem igualment un símbol, i després de l'igual hi posarem un interrogant. En el segon problema que tractàvem a la secció sobre els factors de conversió, aquesta recollida de dades tindria el següent aspecte:

Quants mil·lilitres d'HCl concentrat al 35% en pes necessitem pipetejar per aconseguir 100 ml d'una dissolució d'HCl 1M? Sabem que la densitat de l'HCl concentrat és de 1,35 g/ml i la massa molar de l'HCl és de 36,5 g/mol.
Dades:
V_{HCl conc}= ? [HCl] _conc = 35 % en pes V_{HCl dil} = 100 ml [HCl] _dil = 1 M d _{HCl conc.} = 1,35 g/ml M_HCl = 36,5 g/mol

És important escriure el títol "dades" just al damunt de la columna de dades, a més a més de separar-les amb una ratlla vertical de la resolució del problema. D'aquesta manera les tindrem ben a la vista i fàcilment localitzables cada cop que en puguem necessitar alguna.

Fixem-nos que encara que parlem tota l'estona d'HCl, en realitat són dues dissolucions diferents, amb propietats diferents (són mescles, no substàncies pures), per tant les hem de diferenciar a l'hora de posar les dades.

Per on començar?

Moltes vegades els problemes de química es resolen malament perquè no se sap per on començar, és a dir, quina és la dada que ens permetrà encetar la tirallonga de factors de conversió?

Hem de diferenciar clarament dos tipus de dades, que anomenarem, respectivament, dades relatives i dades absolutes. Les primeres són aquelles que es descriuen amb una fracció o un tant per cent: densitats, concentracions, etc. Les segones són una quantitat "absoluta": grams, mil·lilitres, mols... Generalment les dades relatives ens serviran de factors de conversió, mentre que les dades absolutes seran les candidates més fermes a ser la dada inicial a partir de la qual resoldrem el problema.

En l'exemple anterior només hi ha una dada absoluta: mil·lilitres d'àcid clorhídric diluït, per tant, començarem per aquesta dada, i resoldrem el problema tal i com vam veure en la secció dels factors de conversió:

Fixem-nos un cop més què n'és d'important el distingir entre les dues dissolucions, per no incórrer en equivocacions i fer servir dades corresponents a la dissolució concentrada com si fossin de la diluïda i viceversa.

Com acabar?

Moltes vegades se'ns oblida que en el problema ens estan preguntant una cosa concreta, i que hem de respondre la pregunta de manera clara. Així, no n'hi ha prou de realitzar les conversions corresponents i deixar el resultat tal qual. Per finalitzar el problema hem de requadrar el resultat, utilitzant el símbol que hem adjudicat a la dada que ens preguntaven, seguit d'un igual, el valor que hem trobat i les unitats corresponents.

En l'exercici anterior, el resultat s'expressaria com:

V_{HCl conc}= 7,7 ml HCl_{diss. conc}

Tot plegat hauria de tenir el següent aspecte:

Enunciat del problema

Dades

Resolució del problema

solució = nombre (unitats)

Equació química

Si el problema és un problema "químic" de bons segur que ens apareixerà una reacció química, i el problema serà de l'estil de : "calcula el nombre de mols que obtindrem de la substància X si fem reaccionar tanta quantitat de la substància A amb tal altra (quantitat) de la substància B". Probablement les dues substàncies estiguin dissoltes, tinguin concentracions diferents.... en fi tot un embolic.

Esquema a seguir quan hi ha una reacció química

	Primer pas
Escriu l'equació química igualada del canvi químic.

	Segon pas
Determina el nombre de mols amb les dades del problema.

	Tercer pas
Utilitza la relació entre el nombre de mols, donada pels coeficients de l'equació, per calcular el nombre de mols que et demanen.

	Quart pas
Converteix el nombre de mols en les magnituds requerides.

Anem a veure un exemple:

Calcula quants grams d'hidròxid sòdic (NaOH) es necessiten per neutralitzar 25 mil·lilitres d'una dissolució d'àcid sulfúric (H₂SO₄) 1 M, sabent que la massa molar de l'hidròxid sòdic és de 40 g/mol i la de l'àcid sulfúric és de 98 g/mol.

Dades:

Resolució:

m _NaOH = ? g
V(H₂SO₄ 1M) = 25 ml
M(NaOH) = 40 g/mol
M(H2SO4)= 98g /mol

Primer pas:

segon pas:

tercer pas:

quart pas:

Solució:

m_NaOH = 2,0 g NaOH

En aquest exemple hem calculat els valors parcials per tal de veure cadascun dels passos que senyalàvem a l'esquema. Però tret del primer pas (igualar la reacció química), podem encadenar un factor de conversió rere l'altre i fer les operacions necessàries al final.

Darrera actualització: