Matma a chemia – co mają ze sobą wspólnego?

Wydawać by się mogło, że matematyka i chemia są naukami całkowicie niekompatybilnymi. Chemia zawsze kojarzy się z wielką tablicą Mendelejewa i eksperymentami w probówkach, natomiast matematyka to mnóstwo problemów logicznych i wzorów. Czy mają ze sobą coś wspólnego? I czy te nauki potrzebują siebie nawzajem?

Wymagany poziom matematyki do studiowania chemii

Ludzie mają mieszane opinie na temat przydatności matematyki. Wielu uważa, że do chemii wystarczy matematyka na poziomie szkoły średniej, a inni sądzą, że trzeba znać jak najwięcej matematyki. Prawda jest taka: aby dobrze poradzić sobie z chemią, wystarczy poprawnie opanować liczbę właściwości proporcji i obliczanie procentów. Co innego, gdy nie tylko interesujecie się chemią, ale chcecie być z nią związani do końca życia. W tym przypadku podstawowy poziom wiedzy nie wystarczy. Studia wyższe i praca zawodowa wymagają głębszego zrozumienia chemii. Nie można uciec od samych proporcji.

Korzyści z wykorzystania matematyki w chemii

Wiedza matematyczna dla chemii jest bardzo pomocna w rozwiązywaniu wielu problemów chemicznych. Wiele dziedzin matematyki jest często wykorzystywanych w chemii. Na przykład: równania różniczkowe, a także teoria prawdopodobieństwa — stanowi ona podstawę termodynamiki statystycznej. Co zaskakujące, zastosowanie matematyki w tym przedmiocie nie jest wcale minimalne, lecz znaczące. Bez niej nie bylibyśmy w stanie obliczać mas substancji i rozwiązywać problemów chemicznych. Jednak współpraca chemików i matematyków nie ogranicza się do rozwiązywania problemów.

Czasami w chemii pojawiają się abstrakcyjne problemy, które prowadzą do powstania nowych dziedzin matematyki. Na przykład matematycy wciąż pracują nad dowodem drugiego prawa termodynamiki, jednego z podstawowych praw chemii, którego słuszność dla samych chemików w sposób oczywisty wynika ze wszystkich dotychczas znanych danych doświadczalnych dotyczących substancji chemicznych i reakcji chemicznych. Chociaż chemicy i matematycy myślą zupełnie inaczej, to jednak te przypadki, w których udaje im się współdziałać, prowadzą do niezwykłych rezultatów i przyczyniają się do wzbogacenia obu nauk. Jako przykład takiego wniosku można przytoczyć pracę dwóch naukowców: K. Guldberga i P. Waage’a. Ich słynny model — prawo działających mas — wywodzi się z ich wspólnej pracy.

Przy okazji, czy wiesz, że istnieje nawet takie pojęcie jak chemia matematyczna. Jest ona często wykorzystywana w teoretycznej części chemii i mówi nam o nowych sposobach rozwiązywania różnych problemów chemicznych za pomocą znanych nam wzorów!

Widzimy, że związek między różnymi naukami nadal istnieje i nie można go zaprzeczyć. Matematyka, w dosłownym znaczeniu, ma szerokie zastosowanie zawsze i wszędzie. Nie bez powodu mówi się, że jest królową wszystkich nauk. Tak duża i znacząca, że nie mogła nie pokazać swojego znaczenia w tej samej chemii czy fizyce. Kiedy więc dzieci mówią rodzicom, że nigdy im się to nie przyda, wyjaśnijcie, że zastosowanie matematyki jest bardzo duże i konieczne!