Não tive muita química na escola / faculdade e agora estou aprimorando meus conhecimentos novamente. Estou estudando matemática em paralelo, desenvolvendo cálculo .
Eu percebi que os livros introdutórios de química (mesmo no nível universitário) não usam nenhum cálculo. No entanto, livros mais avançados tendem a usar cálculo.
Alguém pode me dizer quais áreas da química requerem (ou fazem uso) de cálculo?
Comentários
- combinações lineares de orbitais atômicos.
- Traga-me a lista de áreas e eu ' verificarei aquelas que trazem. Grosso modo: química quântica e química física em geral – sim, muito; química analítica – nem tanto, inorgânicos – apenas esporadicamente, orgânicos – quase nenhum. Mas lembre-se, na verdade não há áreas, tudo está conectado a tudo o mais.
- Francamente, sem cálculo você não ' não tem uma base sólida em fazer química , física ou engenharia. Quarenta anos depois de fazer cálculo, eu ainda o uso e os conceitos treinados em fazer cálculo diariamente.
- para adicionar outras respostas, entender unidades, erros (por exemplo, desvio padrão e como propagar), significativo figuras, como ajustar os dados (entender os mínimos quadrados) e entender a simetria molecular, tudo isso é tão importante na física e química orgânica.
- Em suma, em todos os casos em que uma propriedade varia suavemente quando outro faz (assim, em todas as áreas da química). Às vezes, você pode evitar o uso de cálculo (por exemplo, em casos com dependências lineares muito simples), mas isso imporia sérias restrições.
Resposta
Química analítica: Para prever, por exemplo, o $ \ ce {pH} $, para quais metades irão complexar e também inferir estatísticas.
Eletroquímica: A equação Nernst-Plank é desafiadora . Mas apenas para calcular a concentração de algumas coisas, cuidando de diferentes tipos de reagentes, dependendo do que você fizer, você precisará ser bom em cálculo. Os gráficos de Nyquist não são realmente difíceis de usar, mas a teoria para obtê-los é bastante complexa (não é um trocadilho) se você olhar o critério de estabilidade de Nyquist .
Química Organometálica: Para calcular o grau de oxidação de um metal, por exemplo, ou um TOF (frequência de rotação), um TON também se refere a catálise .
Termodinâmica: Você precisa ter boas habilidades em matemática para fazer termodinâmica, também em transferência de massa ou transferência de calor , tudo o que está perto de processo químico tente , de acordo com o modelo McCabe Thiele para destilação (por exemplo), isso não é difícil, mas você precisa.
Química Quântica: Aí vem a coisa mais difícil (como eu conheço). Você precisa ser muito bom em álgebra linear, capaz de resolver equações diferenciais, ter algumas habilidades em análise para calcular integrais e assim por diante.
Cinética: Cálculo não é muito difícil, mas às vezes é muito estranho. Também ter algumas habilidades em álgebra pode ajudar e ser capaz de resolver equações diferenciais.
Se você for exigente, pode encontrar outras partes da química em que o cálculo é usado, mas as principais são neste post, especialmente química quântica e química de processo.
Finalmente, também depende da sua educação ou nível de experiência, já que o máximo que você estudará em um alto nível incluirá algumas boas habilidades em cálculo. Você ” Precisarei ser crítico e também saber qual é a teoria por trás de uma hipótese para poder verificar se o que o software lhe diz pode ser considerado verdadeiro ou falso.
Resposta
Para química da faculdade do primeiro ano, o único cálculo, se houver algum em uma escola particular, seriam as equações de taxa de reação .
$ \ mathrm {d} [A] = -k [A] \ mathrm {d} t $; $ \ mathrm {d} [A] = -k [A ^ 2] \ mathrm {d} t $ por exemplo
Então, no segundo ano, você estuda química orgânica; no calculus.
No terceiro ano, a termodinâmica tem alguns cálculos multivariados (derivadas parciais) e a mecânica quântica tem equações diferenciais parciais.
Comentários
- E quanto à física química?
- @Starlight físico-química é termodinâmica, mecânica estatística e química quântica. Sim, isso ' é onde você usa cálculo.
Resposta
Cálculo é a ferramenta de dividir e conquistar do matemático ou cientista matemático. Quando um problema é muito complicado de resolver, você o divide em partes gerenciáveis e, em seguida, recombina as partes resolvidas.
Na química, existem duas áreas principais para o cálculo.
Termodinâmica: principalmente nas áreas de mecânica estatística (onde você precisa lidar com a compreensão de um grande número de partículas) e taxas de reação (onde você precisa lidar com concentrações em constante mudança)
Mecânica quântica: muitos dos fundamentais os conceitos são expressos como relacionamentos matemáticos e os relacionamentos são tais que requerem cálculo para serem computados.
Observe que o cálculo é mais usado nas áreas da química que se sobrepõem à física.