Μειονεκτήματα της Ποιοτικής Αξιολόγησης στα Πειράματα Χημείας

Οι ποιοτικές αξιολογήσεις σε πειράματα χημείας κατανέμουν τις αντιδράσεις και τις ουσίες σε υποκειμενικές κατηγορίες, κάτι που είναι χρήσιμο για γρήγορη και εύκολη αξιολόγηση των ευρειών διαφορών. Ωστόσο, η επιστήμη της χημείας θα ήταν περιορισμένη στην ικανότητά της να παρέχει ακριβείς και ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τις χημικές αντιδράσεις, εάν χρησιμοποιούνταν μόνο ποιοτικές αξιολογήσεις. Για παράδειγμα, το ανοιχτό καφέ, το μεσαίο καφέ, το σκούρο καφέ και το πιο σκούρο καφέ είναι ποιοτικές αξιολογήσεις ενός χημικού προϊόντος που μπορεί να είναι χρήσιμες σε έναν χημικό εάν το άτομο αυτό γνώριζε από προηγούμενη εμπειρία τι σήμαινε κάθε χρώμα σχετικά με την αντίδραση. Ωστόσο, χωρίς ποσοτική αξιολόγηση θα ήταν δύσκολο να υπολογιστούν οι ρυθμοί αντίδρασης και οι μοριακές αναλογίες, που είναι η ραχοκοκαλιά των μεθοδολογιών που μελετούν τις χημικές αντιδράσεις. Επιπλέον, οι ποιοτικές αξιολογήσεις των χημικών αντιδράσεων είναι δύσκολο να αναπαραχθούν, καθώς κάτι όπως ο βαθμός καφέ χρώματος είναι υποκειμενικό και διαφέρει από άτομο σε άτομο.

Τι εννοείς;

Η μελέτη της χημείας περιλαμβάνει εξισώσεις εξισορρόπησης. Τα αντιδρώντα συνδυάζονται για να σχηματίσουν μια αντίδραση, η οποία οδηγεί σε προϊόντα. Ο νόμος της διατήρησης της μάζας υπαγορεύει ότι όση μάζα βρίσκεται στα αρχικά αντιδρώντα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στην ποσότητα των προϊόντων. Αυτό επιτρέπει στους χημικούς να υπολογίσουν την ακριβή μάζα του προϊόντος τους. Ποιοτικές αξιολογήσεις όπως "λίγη σκόνη", "λίγη σκόνη" ή "πολλή σκόνη" θα εξακολουθούσαν να χωρίζουν τα αποτελέσματα σε διαφορετικές κατηγορίες, αλλά δεν θα επιτρέπουν ακριβείς υπολογισμούς που καθορίζουν πόσο αποτελεσματική ήταν μια αντίδραση στην παραγωγή ενός προϊόντος.

Δεν το ήξερα Αυτό

Οι ποιοτικές αξιολογήσεις των πειραμάτων χημείας παράγουν γνώση που είναι λιγότερο μεταβιβάσιμη σε άλλους ανθρώπους. Για παράδειγμα, ο προσδιορισμός ότι μια χημική αντίδραση ολοκληρώθηκε κάπως γρήγορα δεν είναι χρήσιμος σε ένα άλλο άτομο που θέλει να επαναλάβει το πείραμα για να πάρει το ίδιο αποτέλεσμα. Η κατηγοριοποίηση των ρυθμών αντίδρασης ως αργούς, κάπως γρήγορους και γρήγορους μπορεί να είναι χρήσιμη στον πειραματιστή που έχει εκτελέσει το πείραμα στο παρελθόν και θυμάται τι σημαίνει κάθε κατηγορία ρυθμού – μπορεί να εξοικονομήσει χρόνο εάν δεν χρειαζόταν να μετράει αριθμητικά την αντίδραση κάθε φορά. Ωστόσο, θα ήταν δύσκολο για άλλους να είναι σίγουροι ότι η ίδια χημική αντίδραση επαναλήφθηκε όπως θα έπρεπε, με βάση την υποκειμενική τους εκτίμηση για το τι σημαίνει γρήγορα.

Κάτι Λείπει

Οι χημικές αντιδράσεις σχηματίζουν προϊόντα με διαφορετικές ιδιότητες. Μερικά είναι στερεά, άλλα υγρά και άλλα αέρια. Τα προϊόντα μπορεί να χαθούν κατά τη διαδικασία μέτρησης επειδή παραμένουν κολλημένα στο εσωτερικό των δοκιμαστικών σωλήνων ή μπορεί να μην αντιδρούν πλήρως. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να σχηματίζονται διαφορετικές ποσότητες προϊόντων ανάλογα με τον τύπο της αντίδρασης. Οι χημικοί συχνά υπολογίζουν την επί τοις εκατό απόδοση, που είναι ένα μέτρο του πόσο αποτελεσματική είναι η ανάκτηση ενός προϊόντος σε σύγκριση με αυτό που θεωρητικά θα έπρεπε να λαμβάνουν, με βάση την ισορροπημένη χημική εξίσωση της αντίδρασης. Οι ποιοτικές αξιολογήσεις κατανέμουν την ποσότητα του προϊόντος μιας χημικής αντίδρασης σε μη αριθμητικές κατηγορίες που δεν υπόκεινται σε μαθηματικούς χειρισμούς όπως η αφαίρεση και η διαίρεση, κάτι που απαιτείται για τον υπολογισμό της ποσοστιαίας απόδοσης.

Γρήγορο αλλά εξαγριωμένο

Οι χημικές ουσίες έχουν διαφορετικές συγγένειες μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι μερικές αντιδρούν μαζί πιο γρήγορα από άλλες για να σχηματίσουν προϊόντα. Μερικές φορές το επιθυμητό προϊόν μιας αντίδρασης, ας πούμε ένα σωτήριο φάρμακο, δεν σχηματίζεται εύκολα. Οι χημικοί έχουν τρόπους να επιταχύνουν την αντίδραση ή να την κάνουν πιο αποτελεσματική, προκειμένου να πάρουν περισσότερο προϊόν. Ωστόσο, πρέπει να υπολογίσουν τον ρυθμό της αντίδρασης, κάτι που απαιτεί να μετρήσουν την ακριβή ποσότητα των προϊόντων που σχηματίζονται μέσα σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Οι ποιοτικές αξιολογήσεις δίνουν απαντήσεις που δεν είναι μόνο υποκειμενικές, αλλά πολύ ευρείες για να είναι ακριβείς. Ακόμα κι αν ο πειραματιστής προσπάθησε να ρυθμίσει με ακρίβεια την αντίδραση αλλάζοντας τις συνθήκες της αντίδρασης, ποιοτικές αξιολογήσεις όπως "το υγρό έγινε πιο κίτρινο" καθιστά δύσκολο τον προσδιορισμό του πόσο καλά λειτούργησαν οι προσαρμογές.