ВИКОРИСТАННЯ ВЕКТОРНОГО ПІДХОДУ БАЛАНСУВАННЯ ХІМІЧНИХ РІВНЯНЬ ПРИ ВИКЛАДАННІ ЗАГАЛЬНОЇ НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2220-4784.2025.01.05Ключові слова:
балансування реакцій, загальна неорганічна хімія, векторний метод, освітні технології, стехіометріяАнотація
Розглянуто проблему використання традиційних методів балансування хімічних рівнянь під час викладання загальної неорганічної хімії та встановлено, що класичні підходи, такі як метод підбору та метод електронного балансу, є недостатньо ефективні для обробки великої кількості складних рівнянь через значні витрати часу і високу ймовірність помилок. Запропоновано використання векторного підходу до балансування хімічних реакцій для широкого спектру завдань від простих рівнянь до складних окисно-відновних та іонних реакцій. Для практичної реалізації запропоновано використання веб додатку «Хімічний предиктор», який дозволяє автоматизовано балансувати необмежену кількість реагентів та отримувати всі незалежні рішення для заданої системи. Наведено методику та приклади використання цього підходу для генерації та перевірки завдань, створення прикладів для підручників, посібників та методичних матеріалів. Показано, що використання векторного підходу зменшує час на рутинні розрахунки в декілька разів, та підвищує якість навчальних матеріалів за рахунок зменшення технічних помилок у формулах, сприяє розвитку самоконтролю у студентів. Проведений аналіз освітніх матеріалів підтверджує ефективність застосування векторного методу як інструменту для вдосконалення викладання хімічної стехіометрії у середніх та вищих навчальних закладах..
Посилання
Ebbing, D., Gammon, S. D., Ebbing, D. D., & Gammon, E. D. (2007). General chemistry (9th ed.). Boston: Houghton Mifflin.
Chang, R., Goldsby, K., & Powell, R. (2015). Chemistry (12th ed.). New York: McGraw-Hill Education.
Chang, R., & Goldsby, K. (2018). Student solutions manual for chemistry (Student ed.). New York: McGraw-Hill Education.
McQuarrie, D. A., Rock, P., & Gallogly, E. B. (2007). General chemistry (4th ed.). Sausalito: University Science Books.
Shaikh, M. M., & Yousaf, M. (2023). On mathematical methods to balance equations of chemical reactions – a comparison and way forward. Journal of Mechanics of Continua and Mathematical Sciences, 18(1), 1–20. https://doi.org/10.26782/jmcms.2023.01.00001
Aleksejeva, J., & Guseynov, S. (2021). To the issue of finding the stoichiometric coefficients in the chemical reactions. In Integration. Education. Proceedings of the International Scientific Conference (Vol. II, pp. 19–48). https://doi.org/10.17770/sie2021vol2.6457
Thorne, L. R. (2010). An innovative approach to balancing chemical-reaction equations: A simplified matrix-inversion technique for determining the matrix null space. Chem. Educator, 15, 304–308. arXiv:1110.4321
Risteski, I. B. (2012). A new algebra for balancing special chemical reactions. Chemistry: Bulgarian Journal of Science Education, 21, 223–234.
Gabriel, C. I., & Onwuka, G. I. (2015). Balancing of chemical equations using matrix algebra. Journal of Natural Sciences Research, 3, 29–36.
Kozub, P., Yilmaz, N., Kozub, S., Lukianova, V., & Martyniuk, M. (2024). Mathematical aspects of using the vector approach for balancing chemical reactions. In Topical aspects of modern scientific research. Proceedings of the 8th International scientific and practical conference (pp. 121–129). Tokyo: CPN Publishing Group.
