Use of Correct Terminology in Chemistry and The Management of Algebraic Expressions
to Determine Uncertainties in Indirect Measurements
Alberto Rojas-Hernández*
Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, Departamento de Química, Área de
Química Analítica, Av. San Rafael Atlixco 186. Colonia Vicentina, C.P. 09340, Alcaldía de
Iztapalapa, Ciudad de México, México.
*Correspondencia para autor: Alberto Rojas-Hernández
Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa
Correo electrónico: suemi918@xanum.uam.mx
CienciAcierta No. 68-especial XXXIII CNQA
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Resumen
La enseñanza de la Química normalmente se da en un contexto muy pragmático, que puede ser calificado como poco preciso y formal. ¿Qué profesional de la Química no se refiere (incorrectamente) a “los gramos, los litros y los moles”, más que referirse a “la masa, el volumen y la cantidad de sustancia”? El buen establecimiento de los conceptos implica una buena expresión oral y escrita, ya que las expresiones correctas provienen de una estructuración más profunda de nuestros conocimientos. También la correcta expresión matemática implica una mejor estructuración del conocimiento. Aun los best-sellers de la Química General escriben para definir la molaridad: 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜/𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛. . ¿Por qué no usar la expresión algebraica: [𝑋] = 𝑛𝑋 / 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑛 donde 𝑛𝑋 representa la cantidad de sustancia del soluto (X) en moles y 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑛 el volumen de la disolución en litros? La definición algebraica de la molaridad permite además el tratamiento matemático adecuado de su incertidumbre combinada (mediante la ley de propagación de las
incertidumbres), como medición indirecta (lo que no se puede hacer mediante una incorrecta definición de una magnitud fisicoquímica por medio de sus unidades). En este trabajo se presentan varios ejemplos que los químicos usamos para enseñar en México –sea en cursos de bachillerato o del primer año de licenciaturas de química. Trataré de demostrar que parece que los químicos queremos que los alumnos lleguen a resultados numéricos correctos sin importar las unidades, y sin importar la estructuración de conceptos en nuestros educandos. Lo que se logra con ello es que los profesionales de la química efectuamos mecánicamente los cálculos básicos de la Química, mediante un abuso del factor unitario o de los factores de conversión de unidades, sin verificar que el planteamiento del problema y su interpretación se hayan establecido correctamente.
Palabras clave: cantidad de sustancia, molaridad, incertidumbre combinada, planteamiento de problemas
Abstract
The teaching of Chemistry usually occurs in a very pragmatic context, which can be described as inequal and formal. Which Chemist does not (incorrectly) refer to “the grams, the liters and the moles”, without referring to “the mass, volume and amount of substance”? The good establishment of concepts implies a good oral and written expression, since the correct expressions come from a deeper structuring of our knowledge. Correct mathematical expression also implies better structuring of knowledge. Even the bestsellers of General Chemistry write to define the molarity: 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑡𝑦 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑜𝑓 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑒 / 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑠 𝑜𝑓 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛. Why not use the algebraic expression: [𝑋] =𝑛𝑋 / 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑛 where 𝑛𝑋 represents the amount of substance in the solute (X) in moles and 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑛 the volume of the solution in liters? The algebraic definition of molarity also allows the proper mathematical treatment of its combined standard uncertainty (through the law of propagation of uncertainty), as an indirect measurement (which cannot be done by incorrectly defining a physicochemical magnitude through its units). This work presents several examples that chemists use to teach in Mexico – whether in high school or freshman year of chemistry degrees. I will try to show that it seems that chemists want that students reach correct numerical results regardless of units, and regardless of the structuring of
concepts in their minds. What we achieve by this is that chemistry professionals mechanically perform the basic calculations of Chemistry, through an abuse of unitary factor or units conversion factors, without verifying that the approach to the problem and its interpretation have been correctly established.
Key words: amount of substance, molarity, combined standard uncertainty, problem statement
