Student: which is a stronger base? H2PO4-? or HSO4-?
Tutor: Hello. Welcome Do you have any idea how you might solve this problem?
Student: hey thanks. Ummm i have sort of one
Tutor: tell me what do you think?
Student: the one with the the less H?
Tutor: that’s an interesting idea but there exists a better criterion. The stronger base comes of the weaker conjugate acid. Let’s see where comes the HSO4-
Student: it would come from SO4 -2. Sorry meant to put the h IN THERE
Tutor: you were almost right but we are considering the reaction starting from an acid. We can set up something similar for the other ion
Student: ohh ok my bad i understand
Tutor: it’s ok. Would you like to set up the same for the H2PO4-? Well done! Have you used the dissociation constants?
Student: I dont think so
Tutor: ok, now the problem is to find the stronger acid. We can do it by two means: using the acid dissociation constant Ka or using our experience working with acids. Maybe you have worked in the lab with sulfuric and phosporic acids, do you know which is stronger?
Student: no i am not aware yet
Tutor: ok, I will teach you, basically the strongest acids are: – sulfuric acid – nitric acid
Student: I know the seven strongest
Tutor: oh, great. Is there both, sulfuric and phosphoric?
Student: sulfuric is one of them but phosphoric no
Tutor: yes, you are right
Student: so it would be H2PO4-? Because it has a weaker acid?
Tutor: yes
Student: and the next question asks which is a weaker base Cl- or NO2- and it would be Cl- right? because HCl is a strong acid
Tutor: right, well done!
Student: alright thanks!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!
Tutor: you are welcome, thanks for using our service. Have a nice night
Student: you too

Colaborador: Diego Tapias, Tutor Colombiano de Química

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Question: A gas has a volume of 225 mL at 755 torr. What volume will gas occupy at 365 torr if the temperature of the gas doesn’t change?

Tutor: Welcome! Let’s get started.
Student: alright
Tutor: Have you worked on similar questions in class before?
Student: i was sick on the day that we went over this so not really
Tutor: oh I see
Tutor: you´ll see that it is a quite straight forward question
Tutor: any formula that you´ve come accross in class befor that could help?
Student: im not sure
Student: p1v1=p2v2
Tutor: excellent! That is the one we need to use
Tutor: this equation was postulated by the scientist Boyle and it is known as Boyle´s law
Tutor: So, how would you use the equation with the given data?
Student: 725 torr X 255mL = 365 torr X x
Tutor: excellent!
Tutor: well done. So, what would be our final answer?
Student: 506.5mL
Tutor: I´m sorry, just to check, P1 is 725 or 755 torr as you posted on the question?
Student: it should be 725
Tutor: oh ok, let me check your answer…
Tutor: your answer is perfect!
Tutor: well done indeed
Tutor: any question about what we did today?
Student: no im good now
Student: Thank you
Tutor: great, no problem. Is there anything else you need help with?
Student: nope
Tutor: ok, so nice talking to you! Have a nice rest of the week!
Tutor: bye!
Student: thanks you too
Student: bye

Colaboradora: Cecilia Labriola Tutora Argentina de Química 

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¿Cómo deberíamos empezar la sesión? – La pregunta inicial del estudiante deja ver que ya él ha hecho parte del trabajo y desea revisar si su trabajo es correcto para continuar con el siguiente ejercicio.

Tutor: Hi! How are you today?
Student: Good.
Tutor: Alright, let’s see your question.For the first part, you got it right.
What you think it should be the unit for 56.5?
If it’s heat.

Es importante nunca hacer pregunta sueltas, sino darle una indicación indirecta al estudiante de cómo podría saber la respuesta. El método intuitivo hace que el estudiante se sienta más seguro y comprenda mejor el concepto.

Student: kJ

Tutor: Excellent.
Now, let’s see the second part.
The calculation you did is valid when we have liquid water at 100ºC.

Student: I don’t know what to do because we don’t know the value of c and we don’t have the final    temperature of t to find delta t.

Tutor: Alright, then let’s see what’s the process.
We start with water at 70ºC, right?

Student: Yes.

Tutor: If we want to vaporize it, we need to heat to the boiling point, right?

Student: Yes.

Tutor: Good.
Now that we reach the boiling point, we can vaporize it.
While water is vaporized, there is no change in temperature.
At the end we will get vapor at 100ºC.

Student: Oh I get it!
So delta T would be 30 C.

Tutor: Exactly!

En este punto, el principal propósito del tutor es hacer que el estudiante comprenda el concepto básico asociado al problema y que sea el estudiante quien deduzca la información.

Student: But you have to change it to Kelvin, right?

Tutor: Well, since we are making a delta, there’s no need to do it.

Student: Okay.
How do we find C?

Tutor: It’s given in books or tables.
It only depends on the substance.

Student: Oh!

Tutor: The value for water is 4.18J/g ºC.

Constantes y valores de la literatura pueden ser dados al estudiante. También puede dársele al estudiante fuentes de internet donde puede consultar fácilmente la información.

Student: Okay. So then you multiply 4.18, 30, and 25.

Tutor: Exactly!

Student: Okay, then why do you have to add it to n*delta(Hvap)?

Tutor: Because the process requires both steps.
Heating water and vaporizing it.

Student: Okay.

Tutor: However, what would be the unit we get for heat?

Student: J.

Tutor: Exactly!

Student: Why are they different?

Tutor: Because the value for C is given in J.
And Hvap in KJ.
We need to convert one of them.

Student: Yeah, but it doesn’t matter which one you leave it in?

Tutor: Not really.

Student: Okay.

Tutor: Do you prefer to convert to J or kJ?

Student: J.

Tutor: Alright.

Student: I got the answer.
I had another problem that I didn’t get.

Tutor: Alright.
Let’s check it.

Aunque es bueno verificar el trabajo del estudiante, muchos de ellos muestran una excelente comprensión del tema. Cuando el tutor lo crea conveniente, se debe revisar o no lo que el estudiante obtiene como respuesta, dependiendo de su comportamiento durante la sesión.

Student: Total q needed to raise T of 20 g ice from -10C to steam at 110C.
Hfus=6.009 kj/mol.
Hvap=40.79 kj/mol.
Cice=2.1 J/g*C.
Csteam=2.08 J/g*C.

Tutor: Alright, any ideas about this one?

Student: Not really.

Tutor: It’s okay.
It’s a bit similar to the former problem.
We start with solid ice at -10ºC.
So, we first need to heat ‘til the melting point, correct?

Student: Yeah.

Tutor: Good.

Student: 100.

Tutor: Let’s notice that’s the boiling point.
The melting point is 0ºC.

Student: Oh, right!

Tutor: So, the next step should be melting ice into liquid water, right?

Student: Yeah.

Tutor: What you think it should be the next process?

Student: Liquid to vapor.

Tutor: But first, getting water at 100ºC.
Since we want to vaporize.
Does it make sense?

Student: Yeah.

Tutor: Good.
Now we can go to vapor, as you mentioned.
Do you think there would be any additional step?

Student: 110ºC.
Would still be vapor?

Tutor: Exactly!
So we heat it.
Each line means we need to calculate a heat.

Student: Okay.

Es importante hacerle un bosquejo de la solución al estudiante cuando éste no está seguro de cómo proceder, así él sabrá qué pasos se seguirán.

Tutor: Any ideas how we can calculate heat number 1?

Student: q=m(c)(delta T).

Tutor: Exactly.
What would be the values?

Student: n would be 20/18.
Delta t would be 10.
What about C?

Tutor: Let’s notice they give C ice.
And it’s given in J/g ºC, so there’s no really need to convert to moles.
We can use grams.

Student: 2.1

Tutor: Right.

Student: Then for line 2, what is the value for C?

Tutor: Let’s notice the horizontal lines are changes of states.
Changes of states don’t use C.
But deltaH.

Student: Oh is that where you use n* delta h?

Tutor: Exactly!

Student: For line 1, I was multiplying the numbers together and I got 23.333, but my teacher got 420 J.

Tutor: Again, remember we don’t need to make 20/18.
C is given in grams.
So, we don’t convert to moles.
It would be just 20 times 2.1 times 10.

Student: Oh, I get it!

Tutor: Great!
Any questions for heat 2?

Student: That would be 20/18*6.009

Tutor: Exactly!
The unit should be J or kJ?

Student: And line 3 would be 20*2.08*100?
kJ.

Tutor: Right.
Remember C for liquid water is 4.18.

Student: Then do you use Hvap for line 4?

Tutor: Exactly.

Student: And line 5, you would use Csteam?

Tutor: Perfect, that’s correct!

Student: Okay. Thank you!

Tutor: No problem
Do you want to check the calculation or do you prefer to do it on your own?

Student: It’s okay. I have the answer because my teacher did. I just didn’t get it when she was explaining…

Tutor: Oh, alright!

Student: *did the problem.

Tutor: Do you have any questions about anything we went over today?

Student: No. I understood it.

Tutor: Great!
Have a nice night!

Student: You too!

Tutor:

Es importante estar seguro de que el estudiante comprendió completamente la solución y puede ahora resolver un problema del mismo tipo por su cuenta.

Colaborador: Alejandro Palacios, Tutor Colombiano de Química

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Generalmente los alumnos tienen ciertas dudas cuando se les presentan problemas del estilo » ¿Cuánto calor se intercambia para llevar agua de 55ºC a -30 ºC?».

Por esto,siempre es útil preguntarle al alumno que detalle todo lo que pasa cuando se enfría el agua. Un dibujo es muy útil. El alumno dirá que se enfría al agua hasta los 0ºC en donde se congelará y luego llegará a -30ºC, lo cual es exactamente lo que sucede. En este punto se pregunta al alumno si conoce alguna forma de calcular la energía/calor para estos ejercicios, y cuándo se pueden utilizar tales fórmulas. Entonces se tendrán 2 fórmulas : Q= m*c*(Tf-Ti) y Q=m*(entalpía de reacción). Ambas se pueden deducir; la primera por el concepto de calor especifico, la segunda por el concepto de entalpía. Se debe hacer comprender que la primera fórmula solo se debe utilizar en el instante en que NO hay cambios de estado occuriendo, mientras que la segunda representa el calor intercambiado en un proceso (como puede ser cambio de fase). Entonces, al recordar lo que el alumno dijo inicialmente sobre qué pasa durante el enfriamiento, se puede relacionar cada parte con una ecuación de calor. Entonces el calor intercambiado será la suma de los tres calores. También cabe destacar que muchos errores cometidos por los alumnos son confundirse qué entalpía utilizar, y utilizar 1 calor específico en todo el proceso, cuando se les dan varios. Por esto, hay que lograr que el alumno entienda, que el agua se está CONGELANDO, por eso usamos la entalpía de FUSIÓN del agua. Y como el calor específico cambia según el estado de la materia, hay que usar el del líquido, cuando es agua, y el del sólido, cuando es hielo.

Recordemos que debemos guiar al alumno a que aprenda, por eso deberíamos hacer algunas preguntas «tramposas» para asegurarnos que haya entendido. Y siempre alentarlo a seguir trabajando.

Colaborador: Oscar Mozzino, Tutor Argentino de Química

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Durante la sesión, primero se consultó qué sabía el estudiante sobre el tema. Dado que dijo no saber mucho, comencé hablando de la expresión general de la constante de equilibrio (K) y hablamos sobre las distintas consideraciones de la misma (partir de una ecuación balanceada, usar concentraciones molares y no escribir componentes puros líquidos o sólidos en ella). Una vez hablado eso y habiendo preguntado al estudiante si estaba claro, procedí a comenzar el ejercicio en cuestión, para lo cual dí el primer paso escribiendo parte de la expresión y dejando que el estudiante la complete. La sesión tuvo un buen resultado ya que el estudiante manifestó haber comprendido la resolución.

Colaborador: Esteban Langone, Tutor Argentino de Química

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Es una sesión en la cual el estudiante parecía apenas comenzar a ver los conceptos (escribir fórmulas a partir de nombres, balance de ecuaciones) por lo que se sentía un poco perdido al comienzo. Con el desarrollo de la sesión fue ganando confianza e sí mismo.

Una forma práctica que he encontrado cómo tratar el balance de las ecuaciones es haciendo una tabla donde aparecen cada uno de los elementos y la cantidad de los mismos a cada lado de la ecuación.

En primer lugar comencé averiguando en qué punto del problema tenía problemas (have you started with this problem?), al responder que no porque no estaba seguro de cómo hacer hice preguntas para tener idea de lo que ya había aprendido (could you try to write the equation on the board?, have you seen nomenclature of compounds?) Ante la negativa de estas preguntas intenté reformular las preguntas de una forma diferente, ya que no era posible que le den un problema de este estilo si no sabía escribir las fórmulas químicas (do you kow which is the formula of water?). De esta forma pudo escribir la ecuación completa. Luego al momento de balancear, le fui pidiendo que cuente cuántos átomos de cada elemento había a cada lado de la ecuación. Lo hice elemento por elemento y de a una pregunta a la vez porque recién había empezado a ver el tema. Cada tanto le recordaba que se tome su tiempo para contestarme y que me pregunte cualquier duda que pueda surgirle.

 Colaboradora: Leila Saleh, Tutora Argentina de Química

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Esta sesión muestra uno de los problemas típicos de equilibrio químico en los que se hace necesario el uso de un ICE chart. Este último es una herramienta que permite fácilmente recordar los pasos necesarios para resolver un problema de este tipo. ICE hace referencia a Initial, Change y Equilibrium. En Initial se colocan las concentraciones o presiones iniciales del problema. En Change se establece una incógnita X que corresponde a la cantidad de moles (o concentración) que debe disociarse (-x) y que deben aparecer en los productos (+x). Para esto debe tenerse en cuenta el coeficiente de la ecuación balanceada. Finalmente Equilibirum es la suma de Initial y Change.

Una vez se completa el cuadro, se toman las concentraciones en equilibrio y se introducen en la expresión de la constante Kp (o K según sea el caso), se resuelve la ecuación para x y se calculan nuevamente los valores de presión para cada compuesto en el equilibrio.

Uno de los problemas comunes que los estudiantes presentan frente a estos problemas es la solución de ecuaciones cuadráticas. Algunas veces pueden hacerse aproximaciones, sin embargo otras veces olvidan por ejemplo extender una expresión del tipo (a-b)2 en la que la respuesta es un trinomio. En estos casos, personalmente sugiero dar la solución del trinomio para que el estudiante pueda resolver la ecuación y evitar extender la duración de la sesión explicando este tema algebráico ya que nos estamos enfocando en el problema de equilibrio inicialmente propuesto.

Colaborador: Edgar Acelas, Tutor Colombiano de Química

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El primer paso es entonces convertir los gramos de NO a moles, usando la masa molar:

Lo más relevante en este primer paso es que el estudiante comprenda el orden de los factores, porqué la masa molar es puesta en el denominador y las moles en el numerador. Al partir de gramos de NO, sabemos que para poder cancelar unidades, los gramos de la masa molar deben ir en el denominador. Aunque no lo parezca el usar ‘1’ en el primer denominador es bastante útil, puesto que ayuda al estudiante a visualizar mejor la cancelación de unidades.
Al seguir con la secuencia del algoritmo, podemos continuar con el cálculo:

La deducción del radio molar usando la ecuación balanceada es quizá uno de los mayores obstáculos de muchos estudiantes en problemas de Estequiometría. La mejor herramienta es el uso de preguntas guías que ayuden al estudiante a comprender mejor la situación, como:     “ Si de acuerdo a la ecuación, 3 moles de cobre producen 2 moles de óxido nítrico, cuál es la relación entre moles de cobre y óxido nítrico? ”. La pregunta puede llegar a ser obvia pero es de gran utilidad.
Finalmente y con la misma metodología hacemos las conversiones de moles de cobre a gramos y luego a porcentaje de pureza:

Es importante preguntar siempre si el estudiante debe de usar cifras significativas (Significant Figures, abreviado como ‘sig figs’), de lo contrario se considera en la mayoría de los casos que una o dos cifras decimales son suficiente.
De acuerdo al rítmo y tiempo de la sesión así como el nivel de entendimiento del estudiante, el análisis dimensional se puede compactar en un solo cálculo directo (No en todas las sesiones es conveniente hacerlo):

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