Le Chatelier’s Principle: Does It Provide Educational Easiness or Difficulty?

Abstract

Misconceptions are among the main topics of interest in chemistry education. One of the points emphasized while analyzing the causes of misconceptions is epistemological difficulties. The point analyzed here pertains to the difficulties caused by the nature of concepts or their misconceptions. However, the concept itself can sometimes be the source of misconception due to its ambiguities which in turn leads to hesitation of whether that concept should be taught or not. In this study, Le Chatelier‟s principle- included in the chemical equilibrium topic-will be illustrated as an example for such a situation. In this respect, the ambiguities and criticisms conducted upon this principle along with the reasons and recommendations have been analyzed altogether.

Keywords

• chemical equilibrium
• La Chatelier's principle
• learning-teaching

Le Chatelier Prensibi: Öğretimsel Kolaylık mı? Zorluk mu?

Abstract

Yanlış kavramalar, kimya eğitiminin ilgilendiği başlıca konular arasında yer almaktadır. Yanlış kavramaların nedenleri incelenirken vurgu yapılan noktalardan biri de epistemolojik zorluklardır. Burada bahsedilen; kavramın doğasından veya özelliklerinden kaynaklanan zorluklar ya da kavramla ilgili yanlış kavramalardır. Oysa bazen kavramın kendisi içerdiği belirsizliklerden dolayı başlı başına yanlış kavrama kaynağı olabilmekte ve öğretilip öğretilmemesi konusunda soru işaretlerine yol açabilmektedir. Bu çalışmada kimyasal denge konusu içinde yer alan “Le Chatelier prensibi”nin buna dair bir örnek olduğu ileri sürülmektedir. Bu bağlamda çalışmada Le Chatelier prensibinin belirsizlikleri ile prensibe yöneltilen eleştiriler, gerekçeleri ve önerileriyle birlikte alanyazına dayalı olarak incelenmiştir.

Keywords

• Kimyasal denge
• Le Chatelier prensibi
• Öğrenme-öğretme

References

1. AAAS (1990). Science for all Americans. New York: Oxford University Press.
2. Alpaydın, S., & Şimşek, A. (2017). Genel kimya. Konya: Eğitim Kitabevi.
3. Atkins, P. W. (2001). Fizikokimya (S. Yıldız, H. Yılmaz & E. Kılıç, Çev. Ed.). Ankara: Bilim Yayıncılık.
4. Aydoğan, F. S. (2016). Ortaöğretim kimya 11 ders kitabı. Ankara: Dikey Yayıncılık.
5. Bilen, K. (2015). Bilim nedir? Ne değildir? İçinde N. Yenice (Ed.), Bilimin doğası, gelişimi ve öğretimi (s. 1-44). Ankara: Anı Yayıncılık.
6. Bilgin, İ., Aktaş, İ., Tatar, E., & Tüysüz, C. (2016). Rehberli araştırma yönteminin üniversite öğrencilerinin kimya konularındaki bazı kavramları anlamalarına etkisinin incelenmesi. Türkiye Kimya Derneği Dergisi Kısım C: Kimya Eğitimi, 1(1), 129-146.
7. Bodner, G. M. (1980). On the misuse of Le Chatelier's principle for the prediction of the temperature dependence of the solubility of salts. Journal of Chemical Education, 57(2), 117-119. 

8. Canpolat, N., & Pınarbaşı, T. (2012). Le Chatelier prensibi ve kavramsal öğrenme. Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi Dergisi, 24, 99-114.

9. Cevizci, A. (2013). Felsefe Sözlüğü. İstanbul: Paradigma Yayıncılık.
10. Chang, R., & Goldsby, K. A. (2014). Genel kimya (11. Baskıdan çeviri) (R. İnam & S. Aksoy, Çev. Ed.). Ankara: Palme Yayıncılık.
11. Cheung, D. (2004). The scientific inadequacy of Le Châtelier’s principle. Hong Kong Science Teachers’ Journal, 22(1), 35–43.
12. Cheung, D. (2009a). The Adverse Effects of Le Châtelier’s Principle on Teacher Understanding of Chemical Equilibrium. Journal of Chemical Education, 86(4), 514-518.
13. Cheung, D. (2009b). Using think-aloud protocols to investigate secondary school chemistry teachers’ misconception about chemical equilibrium. Chemistry Education
Research and Practice, 10(2), 97-108.
14. Cheung, D., Ma, H. J., & Yang, J. (2009). Teachers’ misconceptions about the effects of addition of more reactants or products on chemical equilibrium. International Journal of Science and Mathematics Education, 7, 1111-1133.
15. Cliff, W. H. (2009). Chemistry misconceptions associated with understanding calcium and phosphate homeostasis. Advances in Physiology Education, 33, 323-328.
16. Clugston, M., & Flemming, R. (2000). Advanced chemistry. Oxford: Oxford University Press.
17. Coştu, B., & Ünal, S. (2004). Le-Chatelier prensibinin çalışma yaprakları ile öğretimi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(1), 1-22.
18. Çepni, S. (2012). Bilim, fen, teknoloji kavramlarının eğitim programlarına yansımaları. İçinde S. Çepni (Ed.), Kuramdan uygulamaya fen ve teknoloji öğretimi (s. 1- 32). Ankara: Pegem Akademi.
19. Çoban, G. Ü., & Sağlam, M. K. (2016). Fen bilimleri öğretmenlerinin bilimsel içerik ve süreç becerileri bilgi düzeylerinin incelenmesi. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD), 17(3), 261-279.
20. Çobanoğlu, E. O. (2013). Epistemoloji, bilimsel kavramların doğası, bilimsel bilgi ve özellikleri. İçinde M. Demirbaş (Ed.), Bilimin doğası ve öğretimi (s. 55-71). Ankara: Pegem Akademi.
21. Demirbaş, M. (Ed.) (2013). Bilimin doğası ve öğretimi. Ankara: Pegem Akademi.
22. Doğan, D., Aydoğan, N., Işıkgil, Ö., & Demirci, B. (2007). Kimya öğretmen adayları ve lise öğrencilerinin Le Chatelier prensibini kavramsal sorunlarla anlama düzeyleri ve yanılgılarının araştırılması. İnönü Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 7(13), 17-32.
23. Drennan, C., & Taylor, E. V. (2008). Lecture 20: Le Chatelier’s principle [Video]. Erişim Adresi: https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111-principles-of-chemical-science-fall-2008/video-lectures/
24. Dursun, M. F., Gülbay, İ., Özkoç, F., Tek, Ü., & Güntut, M. (2013). Ortaöğretim kimya 11 ders kitabı. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı, Devlet Kitapları.
25. Ertekin, A. B., Kurt, A., Demirbaş, O., & Erkuş, S. (2018). Ortaöğretim fen lisesi kimya 11 ders kitabı. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
26. Furio, C., Calatayud, M.L., Barcenas, S.I., & Padilla, O.M. (2000). Functional fixedness and functional reduction as common sense reasonings in chemical equilibrium and in geometry and polarity of molecules. Science Education, 84(5), 545-565.
27. Gold, J., & Gold, V. (1985). Le Châtelier’s principle and the laws of van’t Hoff. Education in Chemistry, 22, 82–85.
28. Güntut, M., Güneş P., & Çetin S. (2018). Ortaöğretim kimya 11. sınıf ders kitabı. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
29. Hanson, R. (2016). Using an Embedded Conceptual Strategy to Enhance Students' Understanding of Le Chatelier's Summation of Some Stress Factors on Equilibrium Position. International Journal for Cross-Disciplinary Subjects in Education, 7(3), 2889-2899.
30. Hillert, M. (1995). Le Chatelier's principle-restated and illustrated with phase diagrams. Journal of Phase Equilibria, 16(5), 403-410.
31. Karaca, F., & Ertaş, C. (2014). Ortaöğretim kimya 11 ders kitabı. Ankara: Paşa Yayıncılık Ltd.
32. Katz, L. (1961). A systematic way to avoid Le Chatelier's principle in chemical reactions. Journal of Chemical Education, 38(7), 375-377.
33. Kemp, H. R. (1987). The effect of temperature and pressure on equilibria: A derivation of the van’t Hoff rules. Journal of Chemical Education, 64(6), 482–484.
34. Kousathana, M., & Tsaparlis, G. (2002). Students' errors in solving numerical chemical-equilibrium problems. Chemistry Education:
Research and Practice in Europe, 3(1), 5-17.
35. Kutluca, A. Y., & Aydın, A. (2017). Changes in pre-service science teachers’ understandings after being involved in explicit nature of science and socioscientific argumentation processes. Science and Education, 26(6), 637-668.
36. Lacy, J. E. (2005). Equilibria that shift left upon addition of more reactant. Journal of Chemical Education, 82, 1192-1193. 

37. Lederman, N. G. (2007). Nature of science: past, present, and future. In S. K. Abell & N. G. Lederman (Eds.), Handbook of research on science education (pp. 831–880). Mahwah: Lawrence Erlbaum Associates.
38. Lederman, N. G., Abd-El-Khalick, F., Bell, R. L., & Schwartz, R. S. (2002). Views of NOS questionnaire toward valid and meaningful assessment of learners’ conceptions of NOS. Journal of Research in Science Teaching, 39(6), 497-521.
39. Miller, A. J. (1954). Le Châtelier's principle and the equilibrium constant. Journal of Chemical Education, 31(9), 455.
40. Nesis, E. I., & Skibin, Y. N. (2000). Some special features of the Le Chatelier-Braun principle. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 73(4), 859-862.
41. Norwich, K. H. (2010). Le Chatelier’s principle in sensation and perception: fractal-like enfolding at different scales. Frontiers in Physiology, 1, Article 17, 1-7.
42. Olivera-Fuentes, C. G., & Colina, C. M. (2007, September, 3-7). Stability, displacement and moderation of chemical equilibrium: Rediscovering Le Chatelier’s principle. International Conference on Engineering Education – ICEE, Coimbra, Portugal.
43. Pekmez, E. S. (2011). Using analogies to prevent misconceptions about chemical equilibrium. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 11(2), Article 2, 1-34.
44. Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2012). Genel kimya ilkeler ve modern uygulamalar (T. Uyar, S. Aksoy & R. İnam, Çev. Ed.). Ankara: Palme Yayıncılık.
45. Piquette, J. S., & Heikkinen, H. W. (2005). Strategies reported used by instructors to address student alternate conceptions in chemical equilibrium. Journal of Research in Science Teaching, 42(10), 1112–1134.
46. Quilez, J. (2004). Changes in concentration and in partial pressure in chemical equilibria: students’ and teachers’ misunderstandings. Chemistry Education: Research and Practice, 5(3), 281-300.
47. Solaz-Portoles, J. J., & Quílez-Pardo, J. (1995). Thermodynamics and the Le Chatelier´s principle. Revista Mexicana de Física, 41(1), 128-138.
48. Solaz, J. J., & Quilez, J. (2001). Changes of extent of reaction in open chemical equilibria. Chemistry Education: Research And Practice in Europe, 2(3), 303-312.
49. Şendur, G., Toprak, M., & Pekmez, E. Ş. (2011). How can secondary students perceive chemical equilibrium? e-Journal of New World Sciences Academy, 6(2), 1512-1531.
50. Uline, M. J., & Corti, D. S. (2006). The ammonia synthesis reaction: An exception to the Le Châtelier principle and effects of nonideality. Journal of Chemical Education, 83(1), 138-144.
51. Voska, K. W., & Heikkinen, H. W. (2000). Indentification and analysis of student conceptions used to solve chemical equilibrium problems. Journal of Research in Science Teaching, 37(2), 160-176.
52. Yakmacı-Güzel, B. (2014). 12. Sınıf öğrencilerinin bazı temalardaki kimya kavram yanılgılarının belirlenmesi ve bu bulguların etkili kullanımına dair öneriler. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 31(2), 5-26.
53. Yenice, N. (Ed.) (2015). Bilimin doğası, gelişimi ve öğretimi. Ankara: Anı Yayıncılık.