Discussion:
reakcja redox - big problem
(Wiadomość utworzona zbyt dawno temu. Odpowiedź niemożliwa.)
poczatek
2003-09-06 09:46:25 UTC
Permalink
siedze i placze bo nei wiem jak uzgodnic wspolczynniki reakcji: PbO2 + HNO3
+ H2O2 -> Pb(NO3)2 + H2O + O2 ! z rownaniami polowkowymi mam problem bo po
lewej stronie jest tlen na +2 i -1 a po drugiej +2 i 0... ktory tlen zmienia
stopnie utlenienia? ile jest reakcji polowkowych? 3? probowalem tez metod
algebraicznych proponowanych w serwisie chemfan itp. ale dochodze do 2
rownan z 3 niewiadomymi a niestety na rachunku macierzowym sie nie znam! i
co poczac? moze ktos mi to wytlumaczy? dziekuje!
poczatek
2003-09-06 12:09:29 UTC
Permalink
Juz doszedlem do rozwiazania :))))

Pod uwage, jako czasteczki biorace udzial w reakcji bierzemy tylko PbO2 i
H2O2, HNO3 to tylko srodowisko kwasne reakcji! tak wiec:
PbO2 + 2e -> Pb2+
H2O2 -> O2 + 2e
By zgadzaly sie strony reakcji dodajemy do obu reakcji w odpowiednie miejsca
H+ i H20:

PbO2 + 2e + 2H+ -> Pb2+ + 2H2O
H2O2 -> O2 +2e + 2H+
a sumarycznie:
PbO2 + H2O2 + 2H+ -> Pb2+ + 2H2O + O2
wec wracajac do naszej reakcji czasteczkowej mamy:
PbO2 + 2HNO3 + H2O2 -> Pb(NO3)2 + 2H2O + O2

pozdro
Post by poczatek
siedze i placze bo nei wiem jak uzgodnic wspolczynniki reakcji: PbO2 + HNO3
+ H2O2 -> Pb(NO3)2 + H2O + O2 ! z rownaniami polowkowymi mam problem bo po
lewej stronie jest tlen na +2 i -1 a po drugiej +2 i 0... ktory tlen zmienia
stopnie utlenienia?
Ten w NO3 nie. Pozostaje nam ten z PbO2 i ten z H2O2.
Post by poczatek
ile jest reakcji polowkowych? 3? probowalem tez metod
algebraicznych proponowanych w serwisie chemfan itp. ale dochodze do 2
rownan z 3 niewiadomymi a niestety na rachunku macierzowym sie nie znam! i
co poczac? moze ktos mi to wytlumaczy? dziekuje!
W sumie nie ma sie co dziwic. Zbilansowac to mozesz PbO2 + HNO3.
Sama reakcja 2H2O2 -> 2H20 + O2 moze rownolegle zajsc w dowolnej
ilosci. No chyba ze jest jakis kruczek w mechanizmie rozkladu, ktorego
nie znam.
J.
Tomasz Plucinski
2003-09-08 16:40:45 UTC
Permalink
Metoda równan polówkowych tu zawodzi, bo jesli dostrzezasz, ze mozna zapisac
wiecej niz dwa - to co zrobisz?
Post by poczatek
H2O2 -> O2 + 2e
Zaraz - o stopniach utlenienia w H2O2 to ja dyskutowal nie bede,
bo sie nie znam :-), ale rozklad nie uwalnia zadnych elektronow .
Wcale to nie takie pewne: mozna potraktowac rozklad jako redoks H2O2 +
H2O2.I wlasciwie tak nalezaloby zrobic. Ale chemicy wola opuscic te
komplikacje - aby bylo prosciej. I w ten sposób zawezaja pole rozwiazan...
Post by poczatek
PbO2 + 2HNO3 + H2O2 -> Pb(NO3)2 + 2H2O + O2
To jedno (przypadkowe!) z nieskonczenie wielu równan.
PbO2 + 2HNO3 + 3H2O2 -> Pb(NO3)2 + 4H2O + 2O2
3PbO2 + 6HNO3 + 5H2O2 -> 3Pb(NO3)2 + 8H2O + 8O2
IMHO - miales racje, czegos tu brakuje ...
Jest OK. Ale to typowy przyklad ukrytej zlozonej reakcji. Na rachunku
macierzowym nie trzeba sie znac: jesli w procedurze algebraicznej jest
wiecej niewiadomych niz sensownych równan, to juz wystarczy: znaczy to, ze
proces jest zlozony i mozna napisac nieskonczenie wiele równan (bedacych w
gruncie rzeczy suma kombinacji conajmiej dwóch równan elementarnych. Typowy
przypadek - to wlasnie reakcja H2O2 z utleniaczami). W opisywanej reakcji
przed H2O2 i O2 powinien byc parametr "x" (oraz w wyrazeniu z H2O)...
Wiecej takich przykladów na: http://www.chem.univ.gda.pl/~tomek/rowna.htm
(lektury nie polecam czytelnikom mogacym sie zgorszyc herezjami i
rewizjonizmem lub nie lubiacych "dzielenia wlosa na czworo"). Chemicy moga
sie obrazic za teze, ze najpelniejsza (chociaz czasem zmudna) metoda
ustalania wspólczynników jest po prostu algebra, a nie zadne stopnie
utlenienia i inne malo racjonalne chemiczne pomysly...
tomasz plucinski
Piotr Wyderski
2003-09-14 12:34:22 UTC
Permalink
Post by Tomasz Plucinski
Wiecej takich przykladów na: http://www.chem.univ.gda.pl/~tomek/rowna.htm
(lektury nie polecam czytelnikom mogacym sie zgorszyc herezjami i
rewizjonizmem lub nie lubiacych "dzielenia wlosa na czworo"). Chemicy moga
sie obrazic za teze, ze najpelniejsza (chociaz czasem zmudna) metoda
ustalania wspólczynników jest po prostu algebra, a nie zadne stopnie
utlenienia i inne malo racjonalne chemiczne pomysly...
Nie jestem chemikiem, wiec sie nie obraze ;-), ale trudno mi uwierzyc,
ze metody stosowane w praktyce sa tak daleko "w lesie"... Metody
oparte o "zgadywanie" to nie nauka, tylko hochsztaplerstwo czystej wody.
Przeciez metoda algebraiczna (tzn. bilans atomow substancji i elektronow)
to jedynie sluszne rozwiazanie tego problemu -- bo jakie moze byc inne?
Przedstawione "zgadywanie" to po prostu heurystyczne metody rozwiazywania
ukladu rownan liniowych. Wymagana znajomosci elementarnej algebry
(kluczowy krok w Twojej metodzie to wyznaczanie macierzy odwrotnej do
danej) nie przekracza mozliwosci studentow pierwszego semestru dowolnych
studiow scislych. BTW, czy probowales rozszerzyc te metode na bilans
energetyczny? Chodzi mi o takie "reakcje", jak np.:

H_2SO_4 + 2 H_2O -> 3 H_2 + S + 3 O_2

I jeszcze garsc komentarzy do tresci zawartych na stronie:

"Rozwiązywanie układów równań z więcej niż trzema niewiadomymi
jest ogromnie uciążliwe."

To nie jest do konca prawda (choc rzeczywiscie do najprzyjemniejszych
rzeczy nie nalezy), istnieje cala gama metod mechanicznego rozwiazywania
uladow rownan liniowych, z eliminacja Gaussa na czele. Bez wielkiego
problemu mozna recznie rozwiazywac uklady zawierajace do, powiedzmy,
6 zmiennych, choc pytanie czy w dobie powszechnej dostepnosci komputerow
to ma sens?

"Wynikiem są przypadkowe dość dwa równania spośród nieskończenie wielu.
Zmiana kolejności wpisywania reagentów daje inne, ale także tylko dwa
rozwiązania."

Mozna rozszerzyc program o podawanie wzoru ogolnego rozwiazan -- ich jest
nieskonczenie wiele, ale dziela sie one na skonczona liczbe klas, ktore
mozna
bez wiekszego problemu wypisac.

"Takie twierdzenie graniczy o krok z kabalistyką..."

Hm, dlaczego jest to dla Ciebie niezwykle?

Pozdrawiam
Piotr Wyderski
Tomasz Pluciñski
2003-09-15 16:12:19 UTC
Permalink
Post by Piotr Wyderski
Nie jestem chemikiem, wiec sie nie obraze ;-), ale trudno mi uwierzyc,
ze metody stosowane w praktyce sa tak daleko "w lesie"...
No, nie... Po pierwsze: tradycyjne podejście chemików jest skuteczne w 99%,
a co ważniejsze - o wiele szybsze. A to, że ów 1% jest tak interesujący - to
inna sprawa. A procedura algebraiczna jest (a raczej powinna!) być
powszechnie znana. Ale chemicy jej nie lubią i w praktyce mało kto wie o
czymś takim.
Post by Piotr Wyderski
Przedstawione "zgadywanie" to po prostu heurystyczne metody rozwiazywania
ukladu rownan liniowych. Wymagana znajomosci elementarnej algebry
(kluczowy krok w Twojej metodzie to wyznaczanie macierzy odwrotnej do
danej) nie przekracza mozliwosci studentow pierwszego semestru dowolnych
studiow scislych.
Och, nie! Przecież program ogłupiania społeczeństwa realizowany od paru lat
przez kolejnych Ministrów (a wspierany przez Telewizję Publiczna na różne
sposoby) zaczyna w końcu przynosić efekty! Ja nie potrafię zmusić wielu
swoich studentów do obliczenia (w pamięci!) np. 0,2 razy 30! O innych
przykładach lenistwa umysłowego i zapaści intelektualnej:
http://www.chem.univ.gda.pl/~tomek/zwolnienie.htm
A Ty używasz tak strasznych określeń jak: "macierz odwrotna". Kochany! Na
jakim świecie Ty żyjesz? Przecież generalną dewizą modelu szkoły jest: "ma
to być miejsce, do którego uczniowie chętnie przychodzą". I ani słowa o
nauczeniu czegokolwiek! No, więc uczniowie zabawiają się wsadzaniem kubła na
śmiecie nauczycielowi! Może to i wyjątkowo drastyczne, ale już niewiele się
ostało z egzekwowania programów, które jeszcze kilka lat temu były uważane
za absolutnie niezbędne.
Post by Piotr Wyderski
BTW, czy probowales rozszerzyc te metode na bilans
H_2SO_4 + 2 H_2O -> 3 H_2 + S + 3 O_2
Niezbyt dokładnie zrozumiałem pytanie... Na pierwszy rzut oka to także
przykład reakcji złożonej.
Post by Piotr Wyderski
"Rozwiązywanie układów równań z więcej niż trzema niewiadomymi
jest ogromnie uciążliwe."
To nie jest do konca prawda (choc rzeczywiscie do najprzyjemniejszych
rzeczy nie nalezy), istnieje cala gama metod mechanicznego rozwiazywania
uladow rownan liniowych, z eliminacja Gaussa na czele.
Ale niepoprawny!
Post by Piotr Wyderski
Mozna rozszerzyc program o podawanie wzoru ogolnego rozwiazan -- ich jest
nieskonczenie wiele, ale dziela sie one na skonczona liczbe klas, ktore
mozna
bez wiekszego problemu wypisac.
To teraz czas na przyznanie się, że wszystko, co dotyczy komputerowej
techniki obliczeniowej jest poza moim zasięgiem intelektualnym (i tak już
pozostanie...). Jeśli byłbyś w stanie zrobić program, który poda takie
ogólne rozwiązanie z parametrem - to będzie to mile przyjęte.
Post by Piotr Wyderski
"Takie twierdzenie graniczy o krok z kabalistyką..."
Hm, dlaczego jest to dla Ciebie niezwykle?
Dlatego że kabalistyka w rodzaju kombinowania tak długo z parametrami
piramid egipskich - aż coś z tego wyjdzie - po prostu mnie śmieszy i
irytuje. Wykpił to zresztą znakomicie Lem w jednej z bajek. A kabalistyka w
rodzaju
horoskopów już mnie nie śmieszy, ale po prostu irytuje! A to że w chemii
pewne zależności, które wyglądały początkowo na zupełnie przypadkowe i
irracjonalne, a później okazały się jak najbardziej racjonalne - jest po
prostu fascynujące! Inny przykład, którego wyjaśnienia nie znam - to Prawo
Tutiusa. Racjonalnego wyjaśnienia nie ma, ale zależność jest tak dobitna, że
po prostu NIE MOŻE być przypadkowa (ciekawostka: to przykład kwantowania,
ale w skali kosmicznej).
tomasz pluciński
Piotr Wyderski
2003-09-15 22:42:01 UTC
Permalink
Post by Tomasz Pluciñski
No, nie... Po pierwsze: tradycyjne podejście chemików jest skuteczne w 99%,
a co ważniejsze - o wiele szybsze.
Tak jak pisalem: to sa heurystyki. Z definicji szybkie, lecz czasami
zawodne. Nie mam nic przeciwko poslugiwaniu sie nimi, ale wylacznie
wowczas, gdy korzystajacy z nich wie o ich ograniczeniach i na wypadek
niepowodzenia zna i potrafi zastosowac formalnie poprawna metode
ogolna (ktora w tym przypadku Ty nazywasz procedura algebraiczna).
Stad opisany przez Ciebie przypadek "nie mam czasu, zrobie to zadanie
w domu" nie miesci mi sie w glowie.
Post by Tomasz Pluciñski
A procedura algebraiczna jest (a raczej powinna!) być powszechnie
znana. Ale chemicy jej nie lubią i w praktyce mało kto wie o czymś takim.
I wlasnie to mnie martwi, bo swiadczy o slabej znajomosci matematyki
wsrod chemikow. BTW, co to znaczy "nie lubia"? Rozumiem, ze w wielu
przypadkach moze byc ona niepraktyczna, bo istnieja szybsze metody
znalezienia rozwiazania, ale jak mozna przywiazywac emocje do algorytmu? :-)
Post by Tomasz Pluciñski
A Ty używasz tak strasznych określeń jak: "macierz odwrotna". Kochany! Na
jakim świecie Ty żyjesz? Przecież generalną dewizą modelu szkoły jest: "ma
to być miejsce, do którego uczniowie chętnie przychodzą".
O ile rozumiem, rozmawiamy o szkole wyzszej, a nie sredniej. A tu bez
wiekszego problemu mozna nie dac zaliczenia studentom nie potrafiacym
opanowac wymaganego materialu. Przynajmniej na informatyce na UWr
tak jest -- jesli student nie potrafi odwrocic recznie malej macierzy
(nie wspominajac nawet o nieznajomosci pojecia macierzy odwrotnej!),
to nie zaliczy algebry, co sprowadza sie do powtarzania roku/usuniecia
ze studiow.
Post by Tomasz Pluciñski
Post by Piotr Wyderski
H_2SO_4 + 2 H_2O -> 3 H_2 + S + 3 O_2
Niezbyt dokładnie zrozumiałem pytanie... Na pierwszy rzut oka to także
przykład reakcji złożonej.
No ale bez dostarczenia energii z zewnatrz chyba nie zajdzie, czy sie myle?
Post by Tomasz Pluciñski
Post by Piotr Wyderski
istnieje cala gama metod mechanicznego rozwiazywania
uladow rownan liniowych, z eliminacja Gaussa na czele.
Ale niepoprawny!
Jak to? Algorytm jest poprawny, tylko -- jak zwykle -- trzeba wiedziec
w jakich okolicznosciach mozna go sensownie stosowac. Owszem, dla
danych obarczonych duzym bledem rozwiazanie bedzie niepoprawne,
ale na takie okazje istnieja odpowiednie modyfikacje tej metody, np.
czesciowy lub pelny wybor elementow glownych. Plus cala teoria
rozwiazywania nadokreslonych ukladow rownan liniowych (tzn. takich,
gdzie jest wiecej rownan niz zmiennych). Ale tu wszystko zadziala, bo
dane sa bardzo porzadne.
Post by Tomasz Pluciñski
Jeśli byłbyś w stanie zrobić program, który poda takie
ogólne rozwiązanie z parametrem - to będzie to mile przyjęte.
OK, ale niestety bede mogl sie tym zajac najwczesniej w weekend.
Post by Tomasz Pluciñski
Dlatego że kabalistyka w rodzaju kombinowania tak długo z parametrami
piramid egipskich - aż coś z tego wyjdzie - po prostu mnie śmieszy i
irytuje.
No tak, ale w przypadku opisanym w artykule to nie kabalistyka, tylko
rzetelna algebra liniowa. Zgadzam sie ze jest to fascynujace, ale gdzie
tu miejsce na jakakolwiek magie?

Pozdrawiam
Piotr Wyderski
Tomasz Pluciñski
2003-09-16 09:53:33 UTC
Permalink
Post by Piotr Wyderski
Tak jak pisalem: to sa heurystyki. Z definicji szybkie, lecz czasami
zawodne. Nie mam nic przeciwko poslugiwaniu sie nimi, ale wylacznie
wowczas, gdy korzystajacy z nich wie o ich ograniczeniach i na wypadek
niepowodzenia zna i potrafi zastosowac formalnie poprawna metode
ogolna (ktora w tym przypadku Ty nazywasz procedura algebraiczna).
Tak! Właśnie chemicy nie zdają sobie sprawy z tych ograniczeń. Ach, ci
chemicy...
Post by Piotr Wyderski
Stad opisany przez Ciebie przypadek "nie mam czasu, zrobie to zadanie
w domu" nie miesci mi sie w glowie.
A miłość własna? Czy słyszałeś kiedyś wypowiedź polityka którego ugrupowanie
prze.rało sromotnie wybory, który publicznie przyznałby się do porażki?
Wszyscy twierdzą, że w zasadzie to nie taka porażka, ale w PEWNYM sensie
nawet sukces... (To taka cudowna konstrukcja w każdej dyskusji: "W PEWNYM
SENSIE" Coś takiego jak: "BYT NIEZREALIZOWANY").
Post by Piotr Wyderski
Post by Tomasz Pluciñski
A procedura algebraiczna jest (a raczej powinna!) być powszechnie
znana. Ale chemicy jej nie lubią i w praktyce mało kto wie o czymś takim.
I wlasnie to mnie martwi, bo swiadczy o slabej znajomosci matematyki
wsrod chemikow. BTW, co to znaczy "nie lubia"? Rozumiem, ze w wielu
przypadkach moze byc ona niepraktyczna, bo istnieja szybsze metody
znalezienia rozwiazania, ale jak mozna przywiazywac emocje do algorytmu? :-)
To niezupełnie tak... Procedura chemiczna jest związana w z systematyką i
klasyfikacją właściwości substancji (chociaż nie do końca konsekwentnie). A
algebra nie tak oczywiście.
Post by Piotr Wyderski
Post by Tomasz Pluciñski
Post by Piotr Wyderski
H_2SO_4 + 2 H_2O -> 3 H_2 + S + 3 O_2
Niezbyt dokładnie zrozumiałem pytanie... Na pierwszy rzut oka to także
przykład reakcji złożonej.
No ale bez dostarczenia energii z zewnatrz chyba nie zajdzie, czy sie myle?
Rzeczywiście nie zajdzie. Ale egzotermiczność to nie jest kompletne
kryterium samorzutności. Jest jeszcze czynnik entropowy. Tu decyduje
rzeczywiście energia.
Post by Piotr Wyderski
Post by Tomasz Pluciñski
Jeśli byłbyś w stanie zrobić program, który poda takie
ogólne rozwiązanie z parametrem - to będzie to mile przyjęte.
OK, ale niestety bede mogl sie tym zajac najwczesniej w weekend.
Ogromnie miło z takiej "kooperacji interdyscyplinarnej"!
Ale pamiętaj, że jest ładna jesień, a za parę tygodni będzie mokro i czarno.
Mnie nikt nie zmusiłby do marnowania soboty/niedzieli na siedzeniu w domu.
"To se nevrati, Pane Havranek!"
Post by Piotr Wyderski
No tak, ale w przypadku opisanym w artykule to nie kabalistyka, tylko
rzetelna algebra liniowa. Zgadzam sie ze jest to fascynujace, ale gdzie
tu miejsce na jakakolwiek magie?
Dla 90% chemików wierzących w stopnie utlenienia jak w Ewangelię i w
konieczność wcześniejszego znajomości faktów chemicznych - właśnie jest to
kabalistyka.
ukłony tomasz pluciński
P.S. Obawiam się, że dyskusja stale się zbyt abstrakcyjna dla wielu
grupowiczów - proponuję ewentualny c.d. na priva
drakun
2003-09-17 02:41:23 UTC
Permalink
Post by Tomasz Pluciñski
P.S. Obawiam się, że dyskusja stale się zbyt abstrakcyjna dla wielu
grupowiczów - proponuję ewentualny c.d. na priva
ej, znacyz uhm, ja bardzo chetnie wyslucham ciagu daleszgo miom ze hmm,
powiedzmy ze nie jestem w stanie dolaczyc sie do dyskusji :P
l***@luc.ac.be
2003-09-17 08:14:36 UTC
Permalink
Post by drakun
Post by Tomasz Pluciñski
P.S. Obawiam się, że dyskusja stale się zbyt abstrakcyjna dla wielu
grupowiczów - proponuję ewentualny c.d. na priva
ej, znacyz uhm, ja bardzo chetnie wyslucham ciagu daleszgo miom ze hmm,
powiedzmy ze nie jestem w stanie dolaczyc sie do dyskusji :P
nie chce zaburzac tej owocnej dyskusji, ale bylbym rowniez za kontyuacja
glownego watku na liscie ogolnej. A jesli nie, to prosilbym przynajmniej o
konkluzje z tej dyskusji. Teraz mogla by byc taka: Precz ze stopniami utleniania
i tym podobnymi dziwolagami!

Wojtek
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
Tomasz Pluciñski
2003-09-22 09:28:53 UTC
Permalink
Przez kilka dni byłem wyłączony, bo Mucha miała operację, a więc jednak nie
mogłem tego pięknego czasu spędzić śpiąc pod drzewem w naszych Pomorskich
lasach... Ale psia miłość nie ma sobie równej!
Loading Image...
Proponowałem zakończenie tamtej dysputy na grupie, bo był to raczej dialog;
poza tym już i tak mam opinię ?etatowego rewizjonisty? z upodobaniem
podważającego sens posługiwania się stopniami utlenienia. Oj, jak chemicy
nie lubią takiego podważania! Ale skoro są chętni, to jeszcze kilka uwag.
Rzeczywiście, ja także stosuję na co dzień typowe procedury chemiczne, które
w 99% są skuteczne. Ale nigdy nie mam pewności 100%, że otrzymałem wszystkie
rozwiązania (lub na pewno problem jest nierozwiązywalny). Moja intuicje z
PRAWIE całkowitą pewnością podpowiada mi przypadki, w których włącza się
czerwone światełko. To trochę tak, jak przy otwieraniu skrzynki mailowej:
niektóre listy są ?podejrzane? już na pierwszy rzut oka. To są np. wszystkie
reakcje z H2O2, a w szczególności reakcje H2O2 z utleniaczami. Jeśli mam
jakikolwiek cień podejrzenia, to natychmiast stosuję pocedurę algebraiczną,
jako skuteczną w 100% (ja nawet twierdzę, że ponad 100%!). Oczywiście:
jestem tak leniwy, że czasem poprzestaję na stwierdzeniu, że mam mniej
równań, niż niewiadomych; tylko dla ciekawości stosuję program komputerowy.

Dla mnie również kiedyś było wstrząsem, że ta abstrakcyjna numeryczna
procedura daje tak rozległe praktyczne sugestie chemiczne. Żeby nie było
wątpliwości: to nie ja odkryłem sens stosowania metody macierzowej w tej
dziedzinie. W omawianym opracowaniu pokornie cytuję kilka artykułów w
JChemEduc. Przyznam się, że kiedyś osłupiałam czytając krótką wzmiankę, że
podczas metody laboratoryjnego otrzymywania gazowego tlenu z KMnO4 i H2O2
ilość tlenu zależy od sekwencji mieszania roztworów: podczas dodawania KMnO4
do H2O2 powstaje MNIEJ tlenu niż podczas wkraplania H2O2 do KMnO4! A różnica
zależy jeszcze m.in. od sposobu mieszania. Dopiero kilka lat później
chemiczne wyjaśnienie podsunęła mi procedura algebraiczna. Wtedy mnie
olśniło: przecież gdybym był bardziej błyskotliwym chemikiem, powinienem sam
się tego wcześniej domyślić! Ale nie byłem; a na pocieszenie sprawdziłem, że
nikt z moich starszych stażem kolegów-dydaktyków też na to nie wpadł i byli
tym bardzo zaskoczeni. O dziwo, wzmiankę o tej nadspodziewnie zawiłej
reakcji znalazłem przypadkowo na wieży na rynku w Złotoryi (w tamtejszym
Muzeum znalazłem przedwojenny tom ?Roczników Chemji?).

Korzystając z okazji: Drodzy Chemicy! Macie pod ręką najwspanialsze źródło
informacji chemicznej: różnorodny, wspaniale i ?z jajami? żywo redagowany
miesięcznik. Żadnych tam Sympozjów Międzynarodowych: ?Analiza Sensu
Znaczeniowego Treści Pojęciowych W Programach Nauczania Chemii? (to miała
być złośliwość pod adresem naszych P.T. Dydaktyków lubujących się w takim
dostojnym bełkocie). Prawie gotowe materiały do wykładów na wszelkie
chemiczne tematy, opisy kapitalnych (!) doświadczeń, historia chemii,
ciekawostki, chemia na codzień, zaskakujące paradoksy, błędy dydaktyczne,
przeglądy metod. Coś znakomitego! Każdy stażysta chemik powinien zrobić to,
co ja - wiele lat temu. W ciągu ok. 2 lat nosiłem do domu na
sobotę/niedzielę kolejne oprawione stare tomy i robiłem z nich indeks
rzeczy, które mogą mnie zainteresować w przyszłości (nie takie to proste być
dla siebie samego wróżbitą). Cóż: teraz już nikt nie wie co to takiego
stażysta-chemik: dydaktykiem zostają ludzie mniej więcej w 50% z przypadku.
Skoro Doktoranci mogą ?z marszu? prowadzić każde zajęcia... No, dosyć, bo
mnie nagła krew zaleje; właśnie awanturuję się o to ze swoimi władzami i
skończy się to dla mnie chyba Komisją Dyscyplinarną!

No i w jednym z artykułów znalazłem tam jeszcze jeden przykład zastosowania
macierzy. Problem następujący: mamy 5 reagentów (nie rozstrzygajmy na razie
czy to substraty czy produkty): CH4 H2 CO CO2 H2O. Należy napisać
WSZYSTKIE proste równania reakcji w których biorą udział te reagenty (w
równaniu mogą brać udział niekoniecznie wszystkie z tego spisu. Po
algebraicznemu: przy tych, które nie biorą, współczynnik równy jest zero).
Zachęcam do popróbowania ?na chybił-trafił?. Pierwsze 2-3 równania
napiszecie natychmiast, czwarte po pewnym namyśle, nad piątym posiedzicie
dłużej - ale czy kiedykolwiek będziecie mieli pewność, że napisaliście
WSZYSTKIE?. A jeśli reagentów byłoby 6 lub więcej? Aby nie dręczyć dłużej
podpowiadam, że rachunek macierzowy określa precyzyjne, że tych równań jest
dokładnie sześć. Teraz je na pewno napiszecie. A jeśli będzie problem, to
wiecie gdzie szukać podpowiedzi. Czuję, że Piotrowi powinienem podesłać ten
artykuł...

Biedny Piotr Wyderski! Będąc nie-chemikiem przekopywał się przez tamten mój
długi wywód, w 2/3 chemiczny. I cały czas zadawał sobie pytanie: po co ci
chemicy tak sobie utrudniają życie? Algebra daje przecież natychmiast (no,
prawie natychmiast...) odpowiedź. I pewnie ugruntował sobie nienajciekawszą
opinię o chemikach. Musiałem trochę jej bronić sugestią, że procedury
chemiczne związane są z systematyką właściwości substancji. Niestety, nie do
końca tak jest - i nie do końca sam w to wierzę... A to dla matematyka jest
nie do przyjęcia.
No i zupełnie na zakończenie apel: piszcie równanie połówkowe BEZ stopni
utlenienia! (w jednym z poprzednich listów tamtej serii znalazłem doskonały
przykład uwikłania się w błędy oraz pomieszanie pojęć, ale nie chciałem już
go wytykać. Dotyczyło to oczywiście nadtlenku wodoru). Po pierwsze: tak jest
przecież znacznie łatwiej (tylko piszcie w prawidłowej kolejności!). Po
drugie: nie tylko prawie nic nie trzeba wiedzieć przedtem, ale wiele
właściwości pojawia się automatycznie, jako rezultat takiej procedury
(możnaby ją nazwać: ?algebraiczna na palcach?). Naprawdę! A że Was uczono
inaczej? No, cóż...
?i obaczył się być omylonym od mędrców? - jak mówi Pismo.
tomasz pluciński
Piotr K. Olszewski
2003-09-22 11:09:06 UTC
Permalink
Post by Tomasz Pluciñski
macierzy. Problem następujący: mamy 5 reagentów (nie rozstrzygajmy na razie
czy to substraty czy produkty):  CH4  H2  CO  CO2  H2O. Należy napisać
WSZYSTKIE proste równania reakcji w których biorą udział te reagenty (w
równaniu mogą brać udział niekoniecznie wszystkie z tego spisu.
[...]Aby nie dręczyć dłużej
Post by Tomasz Pluciñski
podpowiadam, że rachunek macierzowy określa precyzyjne, że tych równań jest
dokładnie sześć.
A) tylko 3 reagenty:
oczywiste, że się nie da ułozyc równania
B) 4 reagenty
a) bez H2:
CH4 +3CO2 = 4CO + 2H2O
b) bez CO2
CO + 3H2 = CH4 + H2O
c) bez CO
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
d) bez H2O
2CO + 2H2 = CO2 + CH4
e) bez CH4
CO + H2O = CO2 + H2
C) 5 reagentów
3CO + H2O + H2 = CH4 + 2CO2
CO + CH4 + 3H2O = 5H2 + 2 CO2
_________________
RAZEM: 7 reakcji

proszę o komentarz

Piotr
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
Witek Mozga
2003-09-22 11:46:44 UTC
Permalink
Post by Piotr K. Olszewski
CO + CH4 + 3H2O = 5H2 + 2 CO2
juz mam, to jest suma dwoch ponizszych:

CO + 3H2 = CH4 + H2O
2 (CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2)
--
Witek
http://www.trimen.pl/witek/
Witek Mozga
2003-09-22 11:58:33 UTC
Permalink
Podsumowujac:

Dla 5 substancji mozliwe jest napisanie maksymalnie 5 rownan prostych
reakcji, w ktorych biora udzial po 4 skladniki wybrane z tych 5, oraz
nieskonczona liczba kombinacji liniowych tych 5 rownan zawierajacych
po 5 reagentow.
--
Witek
http://www.trimen.pl/witek/
Wojciech Szczepankiewicz
2003-09-22 13:16:04 UTC
Permalink
Post by Tomasz Pluciñski
drugie: nie tylko prawie nic nie trzeba wiedzieć przedtem, ale wiele
właściwości pojawia się automatycznie, jako rezultat takiej procedury
(możnaby ją nazwać: ?algebraiczna na palcach?). Naprawdę! A że Was uczono
inaczej? No, cóż...
?i obaczył się być omylonym od mędrców? - jak mówi Pismo.
tomasz pluciński
Pare ciekawych rzeczy na temat "utrupiania" nowych idei w fizyce jest w ksiazce
Davida Bodanisa pt. E=mc^2. Radze to przecytac.
Wracajac do watku rachunku macierzowego w chemii. Istnieje poglad, ze w dobie
komputerow nalezy sie poslugiwac kartka i olowkiem do rozwiazywania zadan z
chemii. Komputer jest niepotrzebny (dlaczego?).
Dydaktyka chemii jest potwornie zabalaganiona. Dopiero wyczyszczenie jej ze
zbednych pojec moze otworzyc pole dla nowych idei. Niech jako przyklad posluza
prawa stalosci skladu i stosunkow wielokrotnych. One powstaly zanim ugruntowalo
sie pojecie atomu i wartosciowosci. Jesli ktos rozumie czym jest atom i
wartosciowosc, tamte prawa staja sie historyczna ciekawostka. Ale nie, sa
tluczone do glow, a mogloby sie pojawic w ich miejsce pojecia ogolniejsze.
Przyklad z matematyki. Obliczanie pierwiastkow rownania kwadratowego to kanon.
Ale dlaczego nie stosowac przyblizonych metod znajdowania pierwiastkow rownan za
pomoca komputera i prosciutkich algorytmow? Ano dlatego, ze wyniki nie sa
scisle, choc metoda ogolniejsza. Metodycy nie lubia metod "na oko".
I na koniec. Nauczanie chemii nalezy oprzec na ogolniejszych podstawach. Ale jak
te podstawy wprowadzac w chemii, skoro nikt tego nie uczy na innych przedmiotach?

Wojtek
P.S. Wychodzi na to, ze jest wiele aspektow, ktore nas gnebia od lat. Trzeba cos
z tym zrobic. Wziac sie do kupy i ewolucyjnie zrobic porzadek.
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
l***@luc.ac.be
2003-09-17 10:44:26 UTC
Permalink
Post by l***@luc.ac.be
nie chce zaburzac tej owocnej dyskusji, ale bylbym rowniez za kontyuacja
glownego watku na liscie ogolnej. A jesli nie, to prosilbym przynajmniej o
konkluzje z tej dyskusji.
Ojej, ale takiej konkluzji mozna oczekiwac wylacznie od Tomasza
Plucinskiego, no chyba ze inni chemicy wlacza sie aktywnie do dyskusji.
Ja z wyksztalcenia jestem informatykiem, wiec trudno oczekiwac ode
mnie konstruktywnego wkladu w sprawie rozstrzygniecia (bez)celowosci
uzywania stopni utlenienia. Podjalem sie jedynie opracowania w wolnej
chwili poprawionego programu komputerowego, bo mnie temat bardzo
zainteresowal.
Sprobuje sie wlaczyc. Uwazam, ze ksztalcacy sie chemik musi poznac rachunek
macierzowy. To jest narzedzie obliczeniowe. Tak jak narzedziem komunikacyjnym
jest samochod. Mozna korzystac z gorszych narzedzi, takich jak abakus (albo
hulajnoga), ale wowczas rozwiazanie pewnych problemow bedzie poza zasiegiem. Tak
samo jest z metoda macierzowa rozwiazywania ukaldu rownan liniowych. Uwalnia nas
od sztucznych stopni utleniania, ale nie zwalnia od myslenia chemicznego. Przyklad:
Wprowadzcie do kalkulatora nastepujacy szereg skaldnikow (mieszanka saletry z
cukrem i niektore mozliwe produkty spalania); KNO3 C12H22O11 K2O N2 H2O CO.
Reakcja sie ladnie uzgodni i nie zobaczymy niczego szczegolnego. Jednakze
wprowadzmy nieco zmodyfikowany ciag: KNO3 K2O N2 H2O CO C12H22O11. Wynik w
okienku kalkulatora uswiadomi nam zastrzezenie podane przez Tomka, ze program
nie przewiduje produktow reakcji i zrozumiemy, na czym polega koniecznosc
dodania do obliczen naszej wiedzy chemicznej. Ale kto powiedzial, ze samochod
prowadzi sie bez zwracania uwagi na znaki drogowe?
Wojtek
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
Witek Mozga
2003-09-17 11:07:14 UTC
Permalink
Post by l***@luc.ac.be
Sprobuje sie wlaczyc. Uwazam, ze ksztalcacy sie chemik musi poznac rachunek
macierzowy.
I poznaje! Ja na studiach chemicznych poznalem rachunek macierzowy
dosyc dobrze, ale w zyciu mi nie przyszlo do glowy, ze mozna go
zastosowac do dobierania wspolczynnikow reakcji chemicznych. Nikt nie
wspominal o tym slowem, a w technikum chemicznym skutecznie skażono
moj sposob myslenia stopniami utlenienia. Bylo to dla mnie jedyne
sluszne podejcie, i gdyby ktos prowadzil krucjate w imieniu stopni
utlenienia to zaciagnalbym sie bez wahania w celu krzewienia tej
jedynie slusznej ideologii. Gdy przeczytalem po raz pierwszy artykul
Tomka to bylem autentycznie wstrzasniety. Wowczas dopiero zrozumialem
pewne rzeczy i zdalem sobie sprawe jakim ograniczeniem jest
popadniecie w waskie wzorce myslowe takie jak stopnie utlenienia,
ktore jak sie okazuje w pewnych sytuacjach prowadza na manowce. Na
szczescie jak zauwazyl Tomek podejcie ze stopniami utlenienia w 99%
przypadkow jest prostsze i szybsze niz rachunek macierzowy. Wazne jest
jednak, zeby wiedziec, iż jest nie jest to jedyna metoda i ze metoda
ta w pewnych sytuacjach zawodzi. Ponadto warto wiedziec, ze mozna sie
bez nich obejsc, bo sa one w pewnym sensie tworem sztucznym, jednak
bez komputera nie zawsze bedzie to proste.
--
Witek
http://www.trimen.pl/witek/
£ukasz
2003-09-19 16:30:27 UTC
Permalink
Wydzieli się trotyl, nitrogliceryna, uran - 235 i cyjanomanganian(XV)manganu
(MCM)
--
Wysłano z serwisu Usenet w portalu Gazeta.pl -> http://www.gazeta.pl/usenet/
Piotr K. Olszewski
2003-09-22 12:00:01 UTC
Permalink
podobnie rownanie  CO + CH4 + 3H2O = 5H2 + 2 CO2
jest kombinacj liniowa jakichs dwoch.
Jasne. Jakie jest więc to szóste, brakujące mi równanie, nie będące kombinacją
liniową pozostałych ?

Piotr
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
Tomasz Pluciñski
2003-09-23 13:20:10 UTC
Permalink
Post by Piotr K. Olszewski
Jasne. Jakie jest więc to szóste, brakujące mi równanie, nie będące kombinacją
liniową pozostałych ?
Nie ma szostego, z tego co ja zrozumialem z cytatu Tomka, to 6 rownan
byloby wowczas gdyby reagentow bylo 6.
Chyba rzeczywiście jest ich tylko 5. Palnąłem z lenistwa, bo popatrzyłem do
tamtego artykułu, ale po sprawdzenio okazało się, że szóste rozwiązanie
algebraicznie sensowne, jest połączeniem dwóch poprzednich.
Ale problem pozostaje: jak uzyskaliście PEWNOŚĆ że jest ich tylko 5? Metoda
"na chybił-trafił" nie daje takiej pewności.
t.p.
Witek Mozga
2003-09-23 13:17:34 UTC
Permalink
Post by Tomasz Pluciñski
Ale problem pozostaje: jak uzyskaliście PEWNOŚĆ że jest ich tylko 5? Metoda
"na chybił-trafił" nie daje takiej pewności.
Jezeli zalozymy, ze (w szczegolnym przypadku) mamy 5 reagentow i
wybieramy po 4 to problem staje sie czysto matematyczny: na ile
sposobow mozna wybrac 4 elementy ze zbioru 5-cio elementowego, czyli
dwumian Newtona. W takiej sytuacji zawsze dostaniemy tyle rownan ile
reagentow. Problemem jest tylko jak wykazac, ze dowolnie wybrane 4
reagenty moga tworzyc tylko jedno rownanie chemiczne. I tu z pomoca
przychodzi procedura algebraiczna. Zapisujemy uklad rownan, itd...
Od dawna nie zajmuje sie matematyka i trudno mi to sformulowac w
sposob scisly.
--
Witek
http://www.trimen.pl/witek/
Tomasz Pluciñski
2003-09-25 11:36:17 UTC
Permalink
Poniewaz dyskusja sie rozwija, zatem poskanowalem artykul "ktory z
pewnoscia bedzie interesujacy dla tych, ktorych potrafi zainteresowac".
Przepraszam, ze jest w postaci siedmiu jpg-ow, ale zbyt wiele mialbym do
recznego poprawiania (jest to z 800 kB).
http://www.chem.univ.gda.pl/~tomek/matrix
(bedzie tam przez tydzien)

Piotr K. OLszewski
2003-09-23 09:04:26 UTC
Permalink
Nie ma szostego, z tego co ja zrozumialem z cytatu Tomka, to 6 rownan
byloby wowczas gdyby reagentow bylo 6.
Zdaje się, że nieuważnie czytałem post TP. Rzeczywiście o szóstym równaniu jest
mowa po zdaniu o 6 reagentach... Inna rzecz, że przynajmniej dla 5
reagentów "ręczne" wyszukanie reakcji stało się łatwe, gdy zrozumiałem, że
muszę kolejno eliminować po 1 reagencie.
dz,
Piotr
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
Loading...