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COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS
DEL ESTADO DE SONORA
Módulo de aprendizaje
QUÍMICA II
Hermosillo, Sonora. Enero de 2013.
COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y
TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE SONORA
Dirección Académica
Subdirección de Desarrollo Académico
Departamento de Desarrollo Curricular
Química II
Módulo de aprendizaje
Segundo Semestre
Elaboradores
Fabiola Robles Félix
Francisca Adriana Ramírez Domínguez
Rebeca Aida Borrego Campos
Yatsmira Coronado Holguín
Jesús Enrique Córdova Bustamante
Supervisión académica
María Asunción Santana Rojas
Jesús Enrique Córdova Bustamante
Edición y diseño
Miguel Ángel Velasco González
Coordinación técnica
Ana Lisette Valenzuela Molina
Coordinación general
José Carlos Aguirre Rosas
Copyright ©, 2013 por Colegio de Estudios Científicos y
Tecnológicos del Estado de Sonora
Todos los derechos reservados
Directorio
MTRO. Martín Alejandro López García
Director General
M.C. José Carlos Aguirre Rosas
Director Académico
ING. José Francisco Arriaga Moreno
Director Administrativo
L.A.E. Martín Francisco Quintanar Luján
Director de Finanzas
LIC. Alfredo Ortega López
Director de Planeación
LIC. Jesús Andrés Miranda Cota
Director de Vinculación
L.A. Mario Alberto Corona Urquijo
Director del Órgano de Control
Nombre _____________________________________________
Plantel _______________________________________________
Grupo ______ Turno _________ Teléfono __________________
Correo Electrónico _____________________________________
Domicilio _____________________________________________
Datos del alumno
Ubicación Curricular
Componente:
Formación Básica
Campo de Conocimiento:
Ciencias experimentales
Créditos:
10
Horas:
5 HSM
Asignatura Antecedente:
Química I
Asignatura Consecuente:
Física I
ESTRUCTURA GENERAL DE LA ASIGNATURA DE QUÍMICA II
AGUA
A
SUELO
A
HOMOGÉNEAS
HETEROGÉNEAS
ESTEQUIOMETRÍA CONTAMINACIÓN
SISTEMAS DISPERSOS
COMPUESTOS DE CARBONO MACROMOLÉCULAS
QUIMICA II
-MOL
-LEYES PONDERALES
-CÁLCULOS
ESTEQUIOMETRICOS
DILUSIONES COLOIDES SUSPENSIONES
MEZCLAS
HIDROCARBUROS GRUPOS
FUNCIONALES
-ALCOHOLES
-ÉTERES
-ALDEHIDOS
-CETONAS
-ÁCIDOS
CARBOXÍLICOS
-ÉSTERES
-AMINAS
-AMIDAS
-HALOGENUROS DE
ALQUILO
NATURALES SINTÉTICAS
-CARBOHIDRATOS
-PROTEINAS
-LIPIDOS
-POLÍMEROS DE
ADICION
-POLÍMEROS DE
CONDENSACION
-ALCANOS
-ALQUENOS
-ALQUINOS
AIRE
A
7
ÍNDICE
Presentación…………………………………………………………………………………………..…..... 9
Recomendaciones….………….......………………………………………………………...…….…….... 10
Competencias……..………………………………………………………………………………..........… 12
Bloque I. Aplica la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos 15
Evaluación diagnóstica………….…………………………………………………………………………. 17
1.1. Leyes ponderales……………………………………………………………………………..…… 18
1.2 Bases estequiométricas..……………………………………………………………………….... 23
Autoevaluación………………………….….………………………………………………………….…… 43
Instrumentos de evaluación………………………………………………………………………………. 45
Bloque II. Actúa para disminuir la contaminación del aire, del agua y del suelo
47
Evaluación diagnóstica…………………………………………………………………………………….. 49
2.1. Los contaminantes del suelo………………………..……………………………………………. 50
2.2. Los contaminantes del aire..………………………………………...……………………………. 52
2.3. Los contaminantes del agua…..…………………………………..………………………………
62
Autoevaluación……………………………………………………………………………………………... 71
Instrumentos de evaluación……………………………………………………………………………….
73
Bloque III. Comprende la utilidad de los sistemas dispersos
75
Evaluación diagnóstica…………………………………………………………………………………….. 77
3.1. Sistemas dispersos…………………………………………………..……………………………. 78
3.2. Disoluciones, coloides y suspensiones…………………..………………..…….………………. 85
3.3. Concentración de disoluciones…….…………………………………………………..………… 95
3.4. Ácidos y bases…………………………………………………………………………………..…. 107
Autoevaluación……………………………………………………………………………………………... 111
Instrumentos de evaluación………………………………………………………………………………. 112
8
Bloque IV. Valora la importancia de los compuestos del carbono en su entorno
117
Evaluación diagnóstica…………………………………………………………………………………….. 119
4.1. La configuración electrónica del carbono y la geometría molecular del carbono..…………. 120
4.2. Identifica las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los compuestos del carbono
126
4.3. Integra las características que distinguen a los compuestos orgánicos por el grupo funcional y sus usos de: alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, amidas y aminas………………………………………………………………..…………
137
4.4. Reflexiona la importancia de los compuestos derivados del carbono presentes en productos empleados en la industria y su vida diaria como en el funcionamiento de los seres vivos………………………………………………………………………..…..…………..….
157
Autoevaluación……………………………………………………………………………………………... 165
Instrumentos de evaluación………………………………………………………………………………. 167
Bloque V. Identifica la importancia de las macromoléculas naturales y sintéticas
169
Evaluación diagnóstica…………………………………………………………………………………….. 171
5.1. Las macromoléculas, polímeros, monómeros y macromoléculas naturales………..………. 172
5.2. Los procesos de fabricación de los polímeros sintéticos……………………………...………. 185
Autoevaluación……………………………………………………………………………………………...
189
Instrumentos de evaluación……………………………………………………………………………….. 191
Glosario
192
Anexos
194
Respuestas de autoevaluaciones
201
Referencias bibliográficas
202
9
PRESENTACIÓN
El Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Sonora, comprometido con la
calidad educativa, ha implementado acciones que apoyan tu desarrollo académico, siendo una
de éstas, la elaboración del presente módulo de aprendizaje, el cual pertenece a la asignatura
de Química II, que cursarás durante tu segundo semestre.
La asignatura de Química II, tiene como propósito que el estudiante conozca y aplique los
métodos y procedimientos de las ciencias experimentales para la resolución de problemas
cotidianos y la comprensión racional de su entorno, mediante procesos de razonamiento,
argumentación y estructuración de ideas que conlleven el despliegue de distintos
conocimientos, habilidades, actitudes y valores, en la resolución de problemas que trasciendan
el ámbito escolar.
Este módulo de aprendizaje contiene los siguientes bloques:
Bloque I Aplica la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos Bloque II Actúa para disminuir la contaminación del aire, del agua y del suelo Bloque III Comprende la utilidad de los sistemas dispersos Bloque IV Valora la importancia de los compuestos del carbono en su entorno Bloque V Identifica la importancia de las macromoléculas naturales y sintéticas
En el contenido de estos bloques, se relaciona la teoría con la práctica, a través de lecturas y
ejercicios, encaminados a apoyarte en el desarrollo de las competencias requeridas para los
alumnos que cursan esta asignatura.
Seguros de que harás de este material, una herramienta de aprendizaje, te invitamos a realizar
siempre tu mayor esfuerzo y dedicación para que logres adquirir las bases necesarias, para tu
éxito académico.
10
RECOMENDACIONES
El presente módulo de aprendizaje, representa un importante esfuerzo que el Colegio de
Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Sonora, ha realizado, para brindarte los
contenidos que se abordarán en la asignatura de Química II.
Los contenidos de Química II, serán abordados a través de diversos textos, ejercicios,
evaluaciones, entre otras actividades. Cabe mencionar, que algunas de las actividades
propuestas las deberás realizar de manera individual mientras que en algunas otras,
colaborarás con otros compañeros formando equipos de trabajo bajo la guía de tu profesor.
Para lograr un óptimo uso de este módulo de aprendizaje, deberás:
Considerarlo como el texto rector de la asignatura, que requiere sin embargo, ser
enriquecido consultando otras fuentes de información.
Consultar los contenidos, antes de abordarlos en clase, de tal manera que tengas
conocimientos previos de lo que se estudiará.
Participar y llevar a cabo cada una de las actividades y ejercicios de aprendizaje,
propuestos.
Es muy importante que cada una de las ideas propuestas en los equipos de trabajo, sean
respetadas, para enriquecer las aportaciones y lograr aprendizajes significativos.
Considerarlo como un documento que presenta información relevante en el área de la
Química, a ser utilizado incluso después de concluir esta asignatura.
Identificar las imágenes que te encontrarás en los textos que maneja el módulo de
aprendizaje, mismas que tienen un significado particular.
Esperando que este material de apoyo, sea de gran utilidad en tu proceso de aprendizaje y
despierte el interés por conocer y aprender más sobre esta ciencia, te deseamos el mayor
de los éxitos.
11
Indica una evaluación diagnóstica, al inicio de cada bloque.
Indica la elaboración de un ejercicio desarrollado en equipo.
Indica la elaboración de un ejercicio desarrollado individualmente.
Representa un ejemplo del tema tratado.
Representa una tarea a elaborar en casa referente al tema tratado.
Representa un trabajo de investigación.
Indica el material recortable para la tarea a elaborar en casa.
Indica ejercicios de lo aprendido en casos de la vida cotidiana.
Indica una autoevaluación correspondiente al bloque.
Representa los aprendizajes a lograr en cada subtema.
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COMPETENCIA DE LA ASIGNATURA
En el presente módulo de aprendizaje de Química II, el estudiante utiliza el mol para cálculos estequiométricos en los que aplica las leyes ponderales para el fundamento sobre los impactos de la ciencia y la tecnología química en la contaminación ambiental; además propone estrategias de prevención de la contaminación del agua, aire y suelo. También identifica las características de los sistemas dispersos, analiza las estructuras de los compuestos de carbono, sus propiedades e identifica los grupos funcionales, reconoce la importancia de las macromoléculas naturales y el impacto de las macromoléculas sintéticas, con una actitud responsable.
13
COMPETENCIAS GENÉRICAS:
Se autodetermina y cuida de sí 1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. 2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros.
3. Elige y practica estilos de vida saludables. Se expresa y comunica 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. Piensa crítica y reflexivamente 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. Aprende de forma autónoma 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Trabaja en forma colaborativa 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Participa con responsabilidad en la sociedad 9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo. 10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables
Describen, fundamentalmente conocimientos, habilidades, actitudes y valores indispensables en la formación de los alumnos. Se auto determina y cuida de sí 1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. 2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros.
3. Elige y practica estilos de vida saludables. Se expresa y comunica 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. Piensa crítica y reflexivamente 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. Aprende de forma autónoma 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Trabaja en forma colaborativa 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Participa con responsabilidad en la sociedad 9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo. 10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
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COMPETENCIAS DISCIPLINARES:
Son conocimientos, habilidades y actitudes asociados con las disciplinas en las que tradicionalmente se ha organizado el saber y que todo bachiller debe adquirir. 1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. 2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. 3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. 6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. 7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas. 9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos. 10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental. 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.
16
COMPETENCIAS
TEMARIO
1.1. Leyes ponderales 1.1.1. Bases teóricas
Ley de la conservación de la masa
Ley de las proporciones definidas
Ley de las proporciones múltiples
Ley de las proporciones recíproca 1.1.2. Mol
1.2. Bases estequiométricas 1.2.1. Masa molar, masa fórmula, volumen molar y cálculos estequiométricos 1.2.2. Composición porcentual 1.2.3. Fórmula mínima 1.2.4. Fórmula molecular o fórmula verdadera
Utiliza la noción de mol para realizar cálculos estequiométricos en
los que aplica las leyes ponderales y argumenta la importancia de
tales cálculos en procesos que tienen repercusiones económicas
y ecológicas en su entorno.
17
¿Qué entiendes por mol?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué entiendes por estequiometria? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Menciona algunas leyes para realizar cálculos estequiométricos: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
¿Cuántos átomos contienen 2 moles de Sodio?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Un mol de agua, ¿Cuántas moléculas contiene? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Para qué se emplea el número de Avogadro? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
¿Cuál es el valor normal de temperatura para cualquier gas? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
¿Cuál es el valor normal de presión para cualquier gas? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Evaluación diagnóstica
A continuación se te presenta una evaluación diagnóstica, para detectar tus conocimientos previos al desarrollo del bloque.
18
EJEMPLO
.
1.1. Leyes ponderales 1.1.1. Bases teóricas
Hola, bienvenido a esta sesión en donde continuamos con estequiometria enfocada en sus bases teóricas, que nos ayudan a estudiar el peso relativo de las sustancias en una reacción química, cuando existen dos o más elementos químicos. Estas bases teóricas contienen las leyes ponderales y son:
Ley de la conservación de la masa o ley de Lavoisier (1789): Propuesta por Antoine Laurent Lavoisier, en ella establece que la masa no se crea ni se destruye en una reacción química. Esta ley se aplica en la medición de las masas.
Ley de las proporciones definidas o ley de las proporciones constantes: Propuesta por Joseph Louis Proust, establece que los elementos que se combinan para formar un compuesto siempre lo hacen en proporciones de masa definida y en relaciones sencillas.
Sesión
1
Describe el significado de las leyes ponderales: ley de la conservación de la masa, ley de las proporciones definidas, ley de las proporciones múltiples y ley de las proporciones recíprocas.
Aprendizajes a lograr
19
EJEMPLO
.
EJEMPLO
.
EJEMPLO
.
Proust determinó que un gramo de agua pura, sea cual fuera su procedencia, siempre estará compuesta por 0.11g de hidrogeno y 0.89 g de oxígeno.
Ley de las proporciones múltiples: propuesta por John Dalton, establece que si dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, mientras la cantidad de masa de uno de ellos permanece constante, la del otro varía en una proporción de un múltiplo de la menor.
Mientras la masa del cloro permanece constante, la masa del oxígeno aumenta.
Ley de las proporciones recíprocas: Propuesta por Richter - Wenzel, establece que las masas de dos elementos que reaccionan con la misma masa de un tercer elemento, también puede reaccionar entre sí.
Si combinamos el hidrógeno y el sodio en la siguiente relación:
H2 + Cl2 2HCl
2.016g 71g
2Na + Cl2 2NaCl
46g 71g
Como el peso del cloro es el mismo en ambas ecuaciones, de acuerdo con esta ley, los pesos
de hidrógeno y sodio pueden combinarse entre sí:
2Na + H2 NaH 46g 2.016g
Compuesto Relación en masa
Cl20 71 a 16
Cl2O3 71 a 48
Cl2O5 71 a 80
Cl2O7 71 a 112
Ejercicio no. 1
A partir de la explicación anterior realiza en tu cuaderno un mapa
conceptual de las leyes ponderales.
Individual
20
EJEMPLO
1.1.2. El mol
¿Cómo contar átomos, moléculas, iones, partículas que no se ven?
En la vida diaria convivimos con muchos materiales y objetos, cuando se requiere cuantificarlos, algunos de ellos los podemos pesar y algunos otros los podemos contar; donde la elección se basa en conveniencia. Ejemplo, es más cómodo pesar lentejas, arroz, tortillas, etc., que contar los granos individuales y es más conveniente contar huevos, lápices y hojas de papel, que pesarlos.
Generalmente para medir objetos usamos unidades de masa (Kg, gr, lb,..) o unidades de conteo (docena, centena, millar). En el quehacer cotidiano, un laboratorio requiere medir sustancias químicas (elementos y compuestos) cuyos componentes son los átomos. ¿Qué pasa cuando requerimos conocer el número de átomos, moléculas, o las unidades fórmulas presentes en una sustancia que está reaccionando? ¿Cómo contarlas, si los átomos, moléculas y unidades fórmulas son entidades muy pequeñas? Se puede contar lo que se ve a simple vista: naranjas, cebollas, autos, libros, personas, etc., pero ¿Cómo contamos átomos? Para ello, los químicos han desarrollado una unidad llamada mol. Con ella se puede contar sustancias químicas de forma indirecta cuando son pesadas. Esta medición se puede realizar, porque los átomos de un determinado elemento siempre tienen la misma masa.
En 1961, el Sistema Internacional de Unidades (SI) incorpora al mol como magnitud de cantidad de sustancia, como una de las siete magnitudes fundamentales del sistema, su aparición obedece a razones de comodidad para contar entidades elementales. Una idea de incluir al mol al Sistema Internacional de Unidades es cuantificar el número de partículas o entidades elementales que contiene una muestra de sustancia.
Mediante experimentos y tomando como medida patrón: 120,000 gr del isótopo de carbono-12, los químicos han determinado que en esta cantidad hay 6.022 X 1023 átomos de carbono. Así, ellos han definido al mol como la cantidad de una sustancia que contiene 6.022 X 1023 unidades elementales.
Las entidades elementales, son: átomo, molécula, partícula, principalmente. Siempre hay que definir el tipo de unidad elemental a la cual nos referimos. Es decir 1 mol de átomos, o 1 mol de moléculas, o 1 mol de unidad fórmula. La palabra mol deriva del latín moles, que significa montón o pila.
1 mol de C-12 contiene 6.022 X 1023 átomos
1 mol de Fe contiene 6.022 X 1023 átomos
1 mol de H2O contiene 6.022 X 1023 moléculas de agua
1 mol de NaCl contiene 6.022 X 1023 unidad de formula
Sesión
2
Describe al mol, como unidad básica del Sistema Internacional para medir la cantidad de alguna sustancia.
Aprendizajes a lograr
21
¿Comprendiste?, si todavía te quedan dudas, aquí está otro ejemplo:
Observa la combustión que hacen tus células de la glucosa en la siguiente reacción.
¿Ya lo hiciste? ¡Muy bien! Como te darás cuenta existe un número al principio de cada uno de los compuestos o moléculas ¿verdad?, ese número son los moles que existen de cada compuesto o molécula. Te explico mejor, de glucosa tienes 1 mol, 6 moles de oxígeno en los reactantes (los que están antes de la flecha) y de productos existen 6 moles de dióxido de carbono y 6 moles de la molécula de agua.
¿Entendiste? ¡Excelente! Ahora, sabes que:
1 mol de átomos, moléculas, iones, partículas es igual al número de Avogadro
(6 .022 X 1023).
Moles Unidades elementales o partículas.
1 mol de Cobre 6.022 X 1023
1 mol de H2O 6.022 X 1023
Reacciones Moles Unidades elementales o
partículas
H2 + I2 —> 2 HI H= I= HI= H= I= HI=
2 Ag + 2e —> 2 Ag Ag= e-= Ag= Ag= e-= Ag=
2H2 + O2 —>2H2O H2= O2= H2O= H2= O2= H2O=
N2 +3H2 —>2NH3 N2= H2= NH3= N2= H2= NH3=
N2 + 2O2 —> 2NO2 N2= O2= NO2 N2= O2= NO2
Ejercicio no. 2
A partir de la explicación anterior, determina los moles y partículas elementales de las siguientes ecuaciones químicas. Al término de tu ejercicio, verifícalo con tus compañeros y tu asesor.
Individual
22
Resolvemos los siguientes ejemplos:
1.- ¿Cuántos átomos de Ca hay en 65 gr de Ca?
Solución: para resolver el ejercicio, necesitas primero, convertir los gramos de Ca a moles de Ca, para ello se emplea el número de Avogadro como factor de conversión, mismo que te va a permitir conocer el número de átomos.
Masa atómica de Ca es 40.078 gr.
65 gr de Ca 1 mol de Ca 6.022 X 1023 9.76 X 1023
átomos de Ca
40.078 gr de Ca 1 mol de Ca
1. ¿Cuántos moles de Na hay en 10 gr de Na?
2. ¿Cuántos gr de Pt hay en 5.25 moles?
3. ¿Cuántos moles de K hay en 620 gr?
4. ¿Cuántos gramos de Fe hay en 10 moles de Fe?
Ejercicio no. 3
Ahora de la misma forma utiliza factores de conversión y resuelve en tu
cuaderno los siguientes ejercicios.
Individual
23
EJEMPLO
1.2. Bases estequiométricas
1.2.1. Masa molar, masa fórmula, volumen molar y cálculos estequiométricos
Masa molar
¡Hola! ahora vamos a aprender que es masa molar y para que la utilizamos ¿Qué te parece?...Pues bien empezamos. La masa molar, es la masa en gramos de un mol de sustancia; y se representa con las unidades de (g/mol).
Te explico.
Vamos a recordar un poco del contenido del semestre pasado, necesitarás la tabla periódica para su interpretación.
Mediante su utilización aprendiste que todos los elementos tienen un peso atómico o masa atómica. Pues bien, la masa molar es la masa en gramos numéricamente igual al peso atómico del elemento en unidades de masa atómica, esto aplica para todos los elementos (excepto los que se representan en la naturaleza como moléculas diatómicas, como el O2, Cl2, N2, etc.).
Ahora identifica el peso atómico del hidrógeno (H), es 1.00797 uma (unidades de masa atómica) entonces su masa molar será 1.00797 g/mol y, por lo tanto, la masa de un mol de hidrógeno es 1.00797 gr. Observa la siguiente figura y reforzarás lo aprendido.
Sesión
3
Utiliza los conceptos de mol, masa molar, masa fórmula y volumen molar en cálculos estequiométricos (relaciones mol-mol, masa-masa y volumen-volumen) que implican la aplicación de las leyes ponderales.
Aprendizajes a lograr
24
Así se determina la masa molar de un elemento, veremos cómo se obtiene la masa molar para una molécula diatómica.
Para obtener la masa molar en los elementos de moléculas diatómicas, se debe considerar que las partículas en un mol de ese elemento están constituidas por átomos, es decir, el elemento de oxígeno es una molécula formada por dos átomos de oxígeno, entonces, un mol de molécula de O2, es el doble de la masa molar de los átomos de oxígeno, así que tienes que multiplicar 2 (átomos de oxígeno) X 15.999 gr (masa atómica) = 31.998g.
Elemento o molécula Operaciones Masa molar
H2O H2 masa atómica =1.008 uma (1.008 X 2)=2.016 O masa atómica= 15.999 uma (15.999 X 1) =15.999 uma
18.015 g/mol redondeando
18 g/mol
NH3
CH4
O2
O
N2
Ne
Determina la masa molar de los siguientes elementos o moléculas.
Verifícalo con tus compañeros y tu asesor.
Individual Ejercicio no. 4
25
EJEMPLO
Masa fórmula
Ahora vamos a definir un nuevo concepto.
La masa fórmula, es la suma de las masas atómicas expresadas en unidades de masa atómica, de los elementos indicados en la fórmula.
En ocasiones, se usa el término masa molecular, para indicar que el compuesto existe como molécula; o bien, masa fórmula cuando el compuesto es iónico aunque el cálculo de una o de otra es igual.
La masa fórmula de un compuesto, es la suma de las masas atómicas de cada átomo
representado en su fórmula molecular, expresada en uma.
Masa fórmula del N2O4 = masa atómica del N × 2 + masa atómica del O × 4
= (14,01 uma × 2) + (16,00 uma × 4)
= 92,02 uma
Operaciones Masa molecular o
masa fórmula
Masa molar
Acido sulfúrico H2SO4
Nitrato de monio NH4NO3
Alcohol etílico ( C2H5OH)
Glucosa (C6H12O6)
Determina la masa molecular o masa fórmula y masa molar de las
siguientes sustancias.
Individual Ejercicio no. 5
26
EJEMPLO
Volumen molar
En esta sesión de clase, seguimos viendo los conceptos estequiométricos. Veremos el término volumen molar.
El volumen molar es el volumen que ocupa un mol de cualquier gas en condiciones de TPN (Temperatura y Presión Normal). Se han considerado como valores normales de temperatura y presión 273 K (grados kelvin) y 1
atm (una atmósfera) respectivamente.
Datos experimentales han revelado que en condiciones normales de TPN, el volumen de un mol de cualquier gas es de 22.4 L (litros); esto significa que un mol de una gas y un mol de otro gas ocupan el mismo volumen en las mismas condiciones de presión y temperatura. Por lo tanto, el concepto de volumen molar sólo es válido para gases.
Sesión
4
Tarea no. 1
Con base en lo que aprendiste hoy en clase, realiza los ejercicios que se
encuentran al final de este bloque.
27
EJEMPLO
Relaciones mol-mol
Anteriormente te diste cuenta que el mol, es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.
Realiza los siguientes cálculos con esta unidad de medida:
Para la siguiente ecuación balanceada:
¿Cuántas moles de O2 reaccionan con 3.17 moles de Al?
Paso 1: Balancea la ecuación. (Como la ecuación ya está balanceada, se omite).
Paso 2: Identifica la sustancia deseada y la sustancia de partida.
La sustancia deseada es aquella sobre la cual se pregunta un dato y debes anotar enseguida lo que me piden: moles, gramos o litros.
La sustancia de partida, es de la que nos proporcionan el dato y enseguida debes anotarlo.
SUSTANCIA DESEADA: moles de O2
SUSTANCIA DE PARTIDA: los 3.17 moles Al.
Paso 3: Convierte la sustancia de partida a moles. (Omitir si ya esta convertida).
Paso 4: Aplica el factor molar.
Si tenemos 3.17 moles Al, debemos convertirlos en moles de O2.
Revisamos la ecuación y observamos que 3 moles de O2 reaccionan con 4 moles de Al,
¿Cuántos moles se producirán con 3.17 moles de Al?
Puedes aplicar una proporción,
(regla de tres):
Paso 5: Realiza la conversión.
El resultado es 2.38 moles de O2.
28
EJEMPLO
Observa la siguiente ecuación:
En esta ecuación reaccionan ____ moles de hidrógeno con ____mol de oxígeno, para
producir____ moles de agua. Por lo tanto, de acuerdo a la estequiometria, existen cantidades
equivalentes.
Calcula: 1.- ¿Cuántas moles de H2O se producirán en la reacción donde tenemos 1.57 moles de O2, suponiendo que tenemos hidrógeno de sobra? 2.- ¿Cuántas mol de aluminio (Al) son necesarios para producir 5.27 mol de Al2O3, para la siguiente ecuación balanceada?
3.- A partir de 8.25 moles de O2, ¿Cuántas moles de Al2O3 (óxido de aluminio) se producen? 4.- ¿Cuántos moles de oxígeno gaseoso se necesita para quemar 1.20 mol de alcohol etílico, C2H5OH? La ecuación química balanceada es la siguiente:
Ejercicio no. 6
Integra un equipo con dos compañeros y resuelve los ejercicios
planteados en tu cuaderno.
Grupo
29
Reforzando la relación mol –mol
1.- ¿Cuántas moles de agua se producen al reaccionar 6.7 moles de oxígeno según la siguiente reacción? 2H2 + O2 2H2O 2.- ¿Cuántos moles de F2O3 se producen a partir de 0.19 moles de F2O3? La ecuación balanceada es: 4FeS + 7O2 2 F2O3 + 4SO2
3.- El etano gaseoso, C2H6, entra en combustión con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua, como se muestra en la siguiente ecuación: C2H6 + O2 CO2 + H2O
a) Balancea la ecuación anterior. b) ¿Cuántos moles de O2 se requieren para producir 7.4 moles de H2O? c) ¿Cuántos moles de C2H6 se requieren para producir 5 moles de CO2? d) ¿Cuántos moles de CO2 se requieren para producir 0.67 moles de C2H6?
4.- De la reacción de zinc y el ácido fosfórico, se obtiene la siguiente ecuación: 3Zn + 2H2PO4 Zn3 (PO4)2 + 3H2 5.- ¿Cuántas moles de Zn3 (PO4)2 se producen a partir de 3 moles de Zn? 6.- En 12.3 moles de Zn, ¿Cuántas moles de Zn3 (PO4)2 se producen?
Sesión
5
Ejercicio no. 7
Integra un equipo con dos compañeros y resuelve los ejercicios
planteados en tu cuaderno.
Grupo
30
EJEMPLO
Relación masa - masa
¡Hola! En esta sesión seguimos con los cálculos estequiométricos
relacionados con masa - masa, las cuales se suelen expresar en
gramos o kilogramos.
Al hacer cálculos estequiométricos masa-masa, los datos y la incógnita están expresados en gramos. Observa cuidadosamente y revisa que las sustancias se expresen en moles, de lo contrario, debes realizar la conversión.
Para realizar estas conversiones, la masa de una de las sustancias (gramos de A), se convierte primero a “moles de A” con base a la masa moles (gramos por mol) de la sustancia “A”, después los “moles de A” se convierten a “moles de B” mediante una razón molar. Los moles de la segunda sustancia (“moles de B”) se pueden convertir de nuevo en “gramos de B” con base en la masa molar de la sustancia “B”, a continuación se detalla:
¿Cuántos gramos de dicloruro de manganeso se obtienen cuando reaccionan 7.5 g de ácido
clorhídrico? Según la siguiente reacción:
Paso 1: Escribe la ecuación química balanceada.
Paso 2: Determina la masa molar de las sustancias mencionadas en el problema.
1 mol de HCl = 36.5 g 1 mol de MnCl2 = 126.0 g
Paso 3: Determina las relaciones estequiométricas en moles, que intervienen en la ecuación balanceada, pero nada mas de los compuestos involucrados en el problema, es decir, el HCl y MnCl2, luego determina los gramos de un mol de la sustancia desconocida B (MnCl2). En este caso son las siguientes:
Observa, se relacionó de igual forma que la ecuación balanceada, entonces decimos: 4 moles de HCl forman 1 mol de MnCl2.
1 mol de MnCl2 pesa 126.0 g MnCl2 (Masa fórmula). Mn X 1 = 54.94 g Cl X 2 = 70.90 g 125.84 g, redondea y el resultado es 126.0 g.
Paso 4: Convierte a moles la masa de la sustancia conocida A, en este caso 7.5g de ácido clorhídrico (HCl).
Sesión
6
31
Realiza los cálculos estequiométricos de los siguientes problemas,
en tu cuaderno y al final verifica los resultados con tu asesor.
Individual Ejercicio no. 8
Paso 5.- Convierte los moles de la sustancia conocida “A” a moles de la sustancia desconocida “B” (en este caso, la sustancia desconocida es MnCl2). Considera la relación estequiométrica del paso 3, obtenida a partir de la ecuación balanceada.
Paso 6. Convierte los moles determinados de la sustancia desconocida “B” a gramos, que es la unidad de masa. Utiliza la relación que sacaste en el paso 3.
Resultado:
7,5g de HCl
36,5g de HCl 4 moles HCl 1 mol MnCl2
1mol de HCl 1 mol MnCl2 126.0 g
MnCl2 = 6.4 g de MnCl2
1.- El butano (C4H10) es un gas combustible de uso común utilizado en casa. ¿Qué masa de oxígeno se consume en la reacción de 1 g de butano? La reacción de combustión sin balancear es:
2.- La fosfina gaseosa (PH3) se usa como fumigante para proteger el grano almacenado. Se genera por la acción del agua sobre fosfuro de magnesio (Mg3P2). ¿Cuánto fosfuro de magnesio se necesita para producir 134 g de PH3? La ecuación sin balancear es:
3.- ¿Cuántos gramos de cloruro de cromo (III), CrCl3 se necesitan para producir 75 g. de cloruro de plata, AgCl? A partir de la ecuación sin balancear.
32
Reforzando la relación masa – masa
1.- ¿Cuántos gramos de oxígeno gaseoso se necesitan para quemar 10.0 g de alcohol
etílico C2H5OH?
2.- Con el amoníaco se produce fertilizante, se obtiene de la reacción entre hidrógeno y
nitrógeno gaseosos a alta temperatura y presión. ¿Cuántos gramos se pueden obtener a
partir de 60 g de hidrógeno? La ecuación química sin balancear es:
3.- Un trozo de carbón pesa 57 g ¿Qué masa de oxigeno se requiere para quemar esta
cantidad de carbón hasta monóxido de carbono? ¿Cuántos gramos de monóxido de
carbono se producen? La ecuación química sin balancear para esta reacción es:
Sesión
7
Tarea no. 2
Con base en lo que aprendiste hoy en clase, realiza los ejercicios que
se encuentran al final de este bloque.
Ejercicio no. 9
Integra equipo con dos compañeros y resuelve los siguientes ejercicios
planteados, en tu cuaderno.
.
Grupo
33
EJEMPLO
Relación volumen - volumen
En reacciones donde intervienen gases, se utilizan unidades de volumen, aplicando el concepto de volumen molar. Ahora vamos a revisar los cálculos que se realizan para la relación estequiométrica volumen - volumen.
Una motocicleta consume 6 litros al día de gasolina (C8H18). ¿Cuál será el volumen de bióxido de carbono (CO2), que se emite a la atmósfera por la combustión de esta cantidad de gasolina? Considerando que la combustión se lleva a cabo en condiciones de TPN y que la densidad de la gasolina es de 0.68g/ml.
En este caso, donde una de las sustancias es un líquido y su unidad de medida es en litros, se necesita convertir a gramos y conocer la densidad de esa sustancia.
Solución:
Paso 1: Escribe la ecuación balanceada que representa la reacción química o balancea la ecuación según sea el caso.
Paso 2.- Determina la masa molar de las sustancias indicadas en el problema:
C8H18= 114.224 g/mol CO2 = 44.009 g/mol
Paso 3.- Convierte los litros de gasolina a gramos para poder convertir a moles. En este paso usa la conversión de la densidad de la gasolina, convirtiendo los 6 litros a mililitros.
Paso 4.- Convierte la masa determinada es la gasolina (sustancia conocida A) a moles:
Paso 5.- Convierte los moles determinados de gasolina a moles de CO2 (sustancia desconocida B) usa la relación estequiométrica obtenida a partir de la ecuación química balanceada:2 mol C8H18 =16 mol de CO2 ( De tu ecuación balanceada)
Sesión
8
34
Paso 6.- Los moles del paso anterior de CO2 conviértelos a litros utilizando la relación de volumen que te dice que 1 mol de CO2 es igual a 22.4 L de CO2
Resultado:
El volumen de CO2 que se emite al a atmósfera por la combustión de 6 litros de gasolina es 6401.024 litros.
Ejercicio no.10
Integra equipo con dos compañeros y resuelve los problemas
planteados en tu cuaderno.
.
Grupo
Problema 1:
¿Cuántos litros de oxígeno, en condiciones normales de temperatura y presión, se combinan con 30 litros de hidrógeno que están en las mismas condiciones?
Problema 2:
¿Cuántos litros de oxígeno se necesitan para obtener 8.08 litros de hidrógeno? Según la siguiente reacción:
2H2 + O2 2H2O
35
EJEMPLO
.
1.2.2. Composición porcentual
En esta sesión nos enfocaremos a la ley establecida por Proust, que nos indica que la constitución de un compuesto es siempre la misma, por lo cual, el porcentaje o proporción en la que intervienen los diferentes elementos es constante y característica de la sustancia analizada.
Para calcular el porcentaje en masa de un elemento que forma parte de un compuesto partiendo de la fórmula, se requiere:
1.- Determinar la masa de un mol de una sustancia (masa molar).
2.- Dividir la masa del elemento presente en un mol de la sustancia entre su masa molar.
3.- Multiplicar el cociente obtenido por 100.
La fórmula del agua: H2O
Siempre se combinan 2g de hidrógeno con 16 de oxígeno para obtener 18g de agua, es decir:
% de H = 2g de Hidrógeno X 100 = 11.11%
18g de agua
% de O = 16g de Oxígeno X 100 = 88.89%
18g de agua
11.11% + 88.89% = 100% de agua.
Determina la fórmula mínima y molecular de compuestos a partir de su composición porcentual.
Aprendizajes a lograr
Sesión
9
36
HNO3 Fe2S3 CH2O SiCI4 CH3F Br2
H2SO4 Ag2C2O4 C2H4O2 NaOCI CH2CI2 Na2SO4
AlCl3 CO2H2 C6H6 CH2CI2 ICI N2O4.
C6H12O6 C4H10O2 C3H8O BaSO4 NaHCO3 C4H10
HCl Na4HCO11 C2H5Cl KCIO4 C3H7CI C8H10O2N2
Mg3P2 CH23CI7 CH3NH2 CHCI3 C2H6O C4H5ON
1.2.3. Fórmula mínima
También llamada fórmula empírica; es la relación que existe entre los elementos o átomos que
forman un determinado compuesto o molécula. Para determinar la fórmula química, es
necesario el análisis porcentual y el peso molecular de la sustancia.
Sigue los siguientes pasos:
1.- Determinar los átomos gramo de cada elemento presente: Átomo gramo de A= % de A Peso atómico de A Átomo gramo de B= % de B Peso atómico de B 2.- De los cocientes obtenidos se toma el más pequeño, como común denominador.
3.- El resultado se redondea en caso de ser fraccionario. Si la fracción es 0.5, se multiplica por 2 y después se redondea.
4.- Los números obtenidos son los subíndices de cada elemento en la fórmula mínima.
Sesión
10
Ejercicio no. 11
A partir de la explicación anterior determina en tu cuaderno la
composición de cada uno de los elementos que forman las siguientes
fórmulas químicas.
Individual
37
EJEMPLO
.
EJEMPLO
.
Determina la fórmula mínima de la composición:
Ca=18.3%, Cl= 32.4%, H=5.5%, y O=43.9%.
Elemento % Peso(g) Peso atómico Átomos-g Relación Subíndices
Ca 18.3 18.3 40.0 18.3/40=0.45 0.45/0.45=1 1
Cl 32.4 32.4 35.5 32.4/35.5=0.91 0.91/0.45=2 2
H 5.5 5.5 1.0 5.5/1=5.5 5.5/0.45=12.2 12
O 43.8 43.8 16.0 43.8/16=2.7 2.7/0.45=6.06 6
TOTAL 100% Fórmula mínima= Ca1Cl2H12O6 o CaCl2.6H2O
1.2.4. Fórmula molecular o fórmula verdadera
Es la relación que existe entre los átomos de los elementos de una molécula real o verdadera.
Para su determinación es necesario contar con el análisis porcentual de la sustancia y con el
peso molecular de la misma. Los pasos a seguir son los siguientes:
1. Se determina la fórmula mínima o empírica.
2. Se determina el peso fórmula de la fórmula mínima.
3. Se encuentra la relación del peso molecular respecto al peso fórmula.
4. El resultado anterior es la fórmula molecular o verdadera.
El análisis de una sustancia pura, blanca y cristalina es C=26.7%,
H=2.2% y O= 71.1%, su peso fórmula es de 90 g/mol, determina
su fórmula molecular.
Elemento % Peso(g) Peso atómico Átomos-g Relación Subíndices
C 26.7 26.7 12 26.7/12=2.22 2.22/2.2=1 1
H 2.2 2.2 1 2.2/1=2.2 2.22/2.2=1 1
O 71.1 71.1 16 71.1/16=4.44 4.44/2.2=2 2
Sesión
11
38
Fórmula mínima= CHO2 Peso molecular= 45 g/mol (Fórmula mínima)
Fórmula molecular o verdadera= ? Peso molecular= 90 g/mol (Fórmula verdadera)
Divide los pesos moleculares obtenemos: 90/45= 2
Multiplica la fórmula mínima por 2
Fórmula molecular = 2(CHO2) =C2H2O4
Ejercicio 1:
El glicerol, es una sustancia química presente en las lociones para manos, contiene 39.10% de carbono, 8.77% de hidrógeno y 52.13 % de oxígeno. Determina su fórmula empírica.
Ejercicio 2:
El alcohol isopropílico tiene la composición siguiente: 59.96% de C, 13.45% de H y el resto de oxígeno. Determina su fórmula empírica.
Ejercicio 3:
Mediante un análisis se determinó que una sustancia presente en el vinagre, contiene el 40% de carbono, 6.67% de hidrógeno y 53.3% de oxígeno. Tiene una masa molar de 60 g/mol, determina las fórmulas empírica y molecular de las sustancias.
Ejercicio 4:
La acción de ciertas bacterias sobre la carne y el pescado, producen un compuesto venenoso llamado cadaverina. Contiene 58.77% de carbono, 13.81% de hidrógeno y 27.47 % de nitrógeno. Su masa molar es de 102.23 g/mol. Determina las fórmulas empírica y molecular de la cadaverina.
Ejercicio no.12
Forma equipo con un compañero y realicen en su cuaderno los
siguientes ejercicios.
Grupo
39
¡Hola! Como podrás haber observado hemos concluido con el primer bloque
de este módulo, es por ello que le dedicaremos algunas sesiones, para
practicar lo que aprendimos de Estequiometria.
Ejercicio 1:
Determina la fórmula empírica de la sal con 32,38 % de Na, 22,57 % de S y 45,05 % de O.
Ejercicio 2:
Al analizar 0,26 g de un óxido de nitrógeno, se obtiene 0,079 g de Nitrógeno y 0,181 g de Oxígeno. Se sabe que la masa molar del compuesto es 92 g/mol. Calcula su composición porcentual, fórmula empírica y molecular.
Ejercicio 3:
Se analizan por combustión 29,00 g de un Hidrocarburo (formado sólo por Hidrógeno y Carbono), obteniéndose 88,00 g de CO2 y 45,00 g de H2O. Calcula su composición porcentual y su fórmula empírica.
Ejercicio 4:
Al analizar 50 g de un compuesto formado por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, se obtienen 106,02 g de CO2, 27,11 g de agua y 8,40 g de N2. Determina su fórmula empírica y su fórmula molecular, si la masa molar del compuesto es 166 g/mol.
Ejercicio 5:
Dos Sulfuros de Hierro tienen la siguiente composición porcentual: Compuesto A; 63,57 % Fe y 36,43 % S, compuesto B; 53,78 % Fe y 46,22 % S. Determina la fórmula empírica de cada uno.
Ejercicio 6:
A partir de 3,750 g de un compuesto formado por Plata, Carbono y Oxígeno se obtienen 3,540 g de Cloruro de Plata y 1,087 g de Dióxido de Carbono. Si el compuesto tiene una masa molar de 303,7 g/mol, calcula su fórmula molecular.
Sesión
12
Forma equipo con tres compañeros. Realiza en tu cuaderno, los siguientes cálculos y al término verifícalo con tus compañeros y tu asesor.
Grupo
Ejercicio no.13
40
Ejercicio 1: El análisis de 450 g de un compuesto ácido orgánico permitió obtener 88 g de CO2 y 45 g de agua. Se sabe que el PM es 90 g/mol. Determina su fórmula molecular. Ejercicio 2: 2. Si 204 g de un compuesto que posee HC y O presenta 12 mol de Carbono y forma 108 g de agua ¿Cuál es su fórmula empírica? Ejercicio 3: El peso molecular de un compuesto es 100 g/mol. Si 001 mol de compuesto forman 005 mol de CO2 y 004 mol de H2O ¿Cuál es su fórmula molecular? Ejercicio 4: Al calentar 350 g de una sal hidratada de cloruro cobaltoso (CoCl2X H2O) se obtienen 22521 g de la sal sin agua. Determina el valor de X en la fórmula. Ejercicio 5: Desde 100 g de un compuesto formado por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, se obtiene 39,132 g de agua y 95,656 g de CO2. Determina su fórmula empírica.
Si no concluiste, puedes continuar resolviéndolos y después inicias con la siguiente tabla de problemas.
Grupo
Ejercicio no.14
Sesión
13
41
Ejercicio 1: Si se hace reaccionar 64 g de metano con 355 g de cloro, de acuerdo a la ecuación, calcula la cantidad de CCl4 y HCl formado: CH4 + 4Cl2 CCl4 + 4 HCl Ejercicio 2: El proceso Leblanc, hoy en desuso, se utilizó para la obtención de carbonato de sodio a partir de cloruro de sodio, mediante una serie de reacciones de desplazamiento y precipitación. Si en dicho proceso se parte de 150 kg de NaCl y se obtienen 110 kg de Na2CO3. ¿Cuál será el rendimiento del mismo? 2 NaCl Na2CO3 Ejercicio 3: Disponemos de una muestra de 10 g de un compuesto orgánico cuya masa molar es 60. Cuando analizamos su contenido obtenemos: 4 g de C, 0,67 g de H y 5,33 g de O. Calcula la fórmula empírica y la fórmula molecular.
Ejercicio 4:
Calcula la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO
3.
CaCO
3 CaO + CO
2
Sesión
14
Continuamos con más problemas de este bloque.
Grupo
Ejercicio no.15
42
Ejercicio 1: ¿Cuántos moles de átomos contienen 100,2 gramos de calcio metálico?
Ejercicio 2: Una muestra de 20,000 gramos de un compuesto puro contiene 5,266 gramos de Ca, 8,430 gramos de S y 6,304 gramos de O. ¿Cuál es su fórmula simplificada o empírica?
Ejercicio 3: De acuerdo a la reacción no igualada, de la reacción del hierro, Fe con oxígeno, O2 para formar óxido de hierro. ¿Qué masa en gramos de óxido de hierro se forma al hacer reaccionar 25,0 gramos de hierro con suficiente oxígeno?
Fe + O2 Fe2O3
Ejercicio 4: Se hace reaccionar 1,0 Kg de MnO2 con suficiente HCl produciéndose 196,0 litros de cloro gaseoso medidos en condiciones normales de presión y temperatura. Determina el rendimiento de la reacción. La ecuación no balanceada es:
MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl2
Ejercicio 5: Cuando se quema una determinada cantidad de un compuesto que contiene solo C e H, se producen 132 gramos de CO2 y 54 gramos de H2O. El peso molecular del compuesto es 28,0 gramos/mol ¿Cuál es la fórmula empírica y molecular del mismo?
Ejercicio 6: Se tienen muestras de 100 gramos de cada uno de los siguientes compuestos:
Li2O, CaO, CrO3, As4O10, U3O8.
¿Cuál de ellas contiene: Respuesta
a) El mayor peso de oxígeno?
b) El menor peso de oxígeno?
c) El mayor número total de átomos?
d) El menor número de átomos?
Sesión
15
Finalizamos con estos problemas del bloque I.
Grupo
Ejercicio no.16
43
1.- Es la rama de la química que permite realizar un análisis cuantitativo de las reacciones químicas.
a) Fotometría b) Calorimetría c) Estequiometria d) Colorimetría e) Espectroscopia
2.- Sistema que considera al mol como una unidad de medición.
a) Sistema ingles b) Sistema internacional c) Sistema métrico decimal d) Sistema francés de unidades e) Sistema nacional de unidades
3.- El mol es una unidad para medir:
a) Cantidad de materia b) Cantidad de luz c) Cantidad de volumen d) Cantidad de energía e) Cantidad de potencia
4.- Leyes consideradas la base de la estequiométrica.
a) Estequiométricas b) Ponderales c) Cuantitativas d) Cualitativas e) De medición
5.- Al valor 6.022X 1023 se le conoce como:
a) Numero cuántico b) Numero de Dalton c) Numero de Avogadro d) Numero de átomos e) Numero de moléculas
6.- Valor que corresponde a 1 mol de átomos de azufre.
a) 32.06g b) 33.06g c) 33.60g d) 32.60g e) 33.32g
7.- El hidrógeno y el oxigeno se combinan en dos proporciones distintas y cada una corresponde a un compuesto diferente; el agua (H2O) y el peróxido de hidrogeno (H2O2), respectivamente. ¿Qué ley ponderal soporta esta afirmación?
a) Conservación de la masa b) Conservación de energía c) Proporciones definidas d) Proporciones múltiples e) Proporciones reciprocas
8.- Cantidad de átomos de sodio que hay en un mol de este elemento:
a) 6.044 x 10 -23
b) 6.022 x 10
23
c) 6.022 x 10 -23
d) 6.044 x 10
23
e) 6.022 x 1024
9.- Valor que corresponde a la masa molar de una molécula de Cl2.
a) 70.9g b) 80.9g c) 35.4g d) 36.0g e) 87.9g
Nombre: ________________________________________________
Grupo: ________________________ Turno: __________________
Fecha: _________________________________________________
Autoevaluación
44
10.- Es la cantidad que corresponde a la masa en gramos de 1 mol de Na2CO3.
a) 103.65g b) 105.99g c) 109.89g d) 167.97g e) 189.78g
11.- Valor que equivale al número de moles que hay en 21g de cobre.
a) 0.89 b) 0.27 c) 0.33 d) 0.90 e) 0.66
12.- Cantidad que equivale al volumen en litros que ocupa 1 mol de un gas en condiciones TPN.
a) 22.4 b) 27.9 c) 25.6 d) 29.1 e) 78.9
13.- Representa el número de moléculas de octano (C8H18) que hay en 500g de esta sustancia.
a) 2.67x1027 b) 2.45x1022 c) 2.69x1024 d) 2.56x1027 e) 2.63x1024
14.- Volumen en litros que ocupa 32g de CO2 en condiciones TPN.
a) 19.78 b) 16.29 c) 19.34 d) 16.89 e) 15.98
15.- Cantidad de átomos que hay en 20g de aluminio.
a) 4.89x1026 b) 4.92x10 24 c) 4.23x10 23 d) 4.61 x 1023 e) 4.02x10-23
45
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
LISTA DE COTEJO
Instructor: Estudiante:
Sesión: Fecha de aplicación:
Producto a evaluar: ___________________________________________________.
Instrucciones para el instructor: solicite al equipo número 1 que registre si el trabajo de
investigación del equipo número 2 cumple con los requisitos solicitados. Haga lo mismo con el
resto de los equipos.
Núm. Requisitos a evaluar Si No Observaciones
1 La portada contiene los datos de identificación (1 punto)
2 La investigación o trabajo tiene introducción (2 puntos)
3 El desarrollo de la investigación o trabajo contiene sus
elementos específicos (3 puntos)
4 La investigación o trabajo señala propuestas de mejora o
solución de problemáticas de la comunidad (2 puntos)
5 La investigación o trabajo contiene la bibliografía
sugerida (2 puntos).
Calificación:
Equipo que revisó:
Vo. Bo. Instructor
46
GUÍA DE OBSERVACIÓN
Instructor: Estudiante:
Sesión: Fecha de aplicación:
Desempeño a evaluar: _________________________________________________.
Tema a evaluar: ______________________________________________________.
Instrucciones para el instructor: solicite a un estudiante que evalúe a un compañero de los
que participan, de acuerdo con los aspectos siguientes:
Núm. Requisitos a evaluar Si No Observaciones
1 Conocimiento del tema (2 punto)
2 Su exposición es congruente con el tema (2 puntos)
3 Tiene claridad para exponer sus ideas (2 puntos)
4 Con sus ideas provoca que el resto de los alumnos
participe (2 puntos)
5 Su participación es constante (2 puntos).
Calificación:
Equipo que revisó:
Vo. Bo. Instructor
48
COMPETENCIAS
TEMARIO
2.1. Los contaminantes del suelo 2.1.1. Origen 2.1.2. Efectos
2.2. Los contaminantes del aire 2.2.1. Origen 2.2.2. Contaminantes primarios y secundarios 2.2.3. Inversión térmica 2.2.4. Smog 2.2.5. Lluvia ácida
2.3. Los contaminantes del agua 2.3.1. Uso urbano 2.3.2. Uso industrial 2.3.3. Normas químicas para el agua potable 2.3.4. Problematiza y analiza las reacciones químicas involucradas en la contaminación del aire,
agua y suelo
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la
tecnología química en la contaminación ambiental y propone
estrategias de prevención de la contaminación del agua y del aire.
49
¿Qué entiendes por contaminación? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué es el medio ambiente? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué son las sustancias tóxicas? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
¿Qué es la atmósfera?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
A continuación se te presenta un examen de evaluación diagnóstica, el cual te permite alcanzar fácilmente los objetivos del bloque II.
Evaluación diagnóstica
50
2.1. Los contaminantes del suelo
¡Hola! Hoy inicia el segundo bloque, donde aprenderemos los orígenes de los
contaminantes del suelo y las repercusiones en nuestro planeta.
2.1.1. Origen
El medio ambiente, es todo lo que se
relaciona o interactúa con nuestra
persona, no sólo es el aire que nos
rodea, las plantas, los animales, los ríos
y los mares, las casas, las fábricas, los
equipos, etc.
El elemento más importante de nuestro
medio ambiente, por su gran influencia
interactiva, somos nosotros mismos, los
seres humanos, con su forma de pensar
y actuar.
El ser humano es la única especie que
ha logrado actuar conscientemente sobre
el medio ambiente, para bien y para mal.
La contaminación puede darse
exclusivamente en el suelo, el aire o el
agua, aunque también puede darse
simultáneamente en estos tres ámbitos.
Sesión
16
Página de la SEMANART (www.semarnat.gob.mx) y de la SECRETARIA DE SALUD (www.ssa.gob.mx)
Describe el origen de contaminación del suelo y sus efectos.
Aprendizajes a lograr
51
2.1.2. Efectos
El suelo se contamina con los residuos de
sólidos y líquidos que se depositan o se vierten
sobre él. De los residuos sólidos, la basura es el
principal contaminante, ya que en el mundo se
generan millones de toneladas de desperdicios
diarios.
La basura es un problema complejo, pues
intervienen varios factores, como el lugar donde
se vierte, la forma en que se dispone, su
naturaleza (orgánica, inorgánica, desechos
sanitarios, desechos radiactivos, etc.).
Sus efectos son verdaderos problemas para nuestro medio ambiente; algunos ejemplos son los
gases tóxicos que se liberan cuando se quema, la proliferación de la fauna nociva transmisora
de algunas enfermedades como la malaria, la amibiasis y la parasitosis.
Como consecuencia de la contaminación del suelo, en la mayoría de las veces, también se
contamina el aire y el agua, porque son parte integral de los ecosistemas de las distintas
regiones del planeta, que debemos llamar “nuestra casa”.
Otra causa común de la contaminación del suelo
es el derrame de aceites o gasolinas de los
tanques de almacenamiento subterráneo y
tuberías. También los hidrocarburos aromáticos,
sobretodo el benceno carcinógeno, son
preocupación importante.
Los insecticidas y herbicidas que se usan en los
cultivos o en el jardín, son ejemplos de líquidos
contaminantes altamente tóxicos que
permanecen largo tiempo en el ambiente, y que
contaminan el suelo. Los metales tóxicos
derivados de la minería y el agua que entra en
contacto con ellos también contaminan el suelo.
Ejercicio no. 1
Forma equipo con tres compañeros y expliquen con ejemplos de su entorno, el origen de la contaminación del suelo; mediante la lectura de la normatividad mexicana de los límites máximos permisibles de partículas suspendidas y compuestos químicos en el suelo, en las páginas de la SEMARNAT y Secretaría de Salud.
Grupo
52
2.2. Los contaminantes del aire
¡Hola! Iniciamos con el tema relacionado con el origen de los contaminantes
del aire y su clasificación; que tiene repercusiones muy serias en nuestro
planeta.
2.2.1. Origen
La degradación del medio ambiente se ha incrementado, debido a la actitud adoptada por el
hombre hacia la naturaleza. Donde explota los recursos naturales con bastante indiferencia,
buscando sólo su beneficio directo; esto ha dado lugar a uno de los grandes problemas
actuales de la humanidad, la contaminación.
La explotación intensa de los recursos naturales y el desarrollo de grandes concentraciones
industriales y urbanas en determinadas zonas, son fenómenos que no se controlan y dan lugar
a la saturación de la capacidad asimiladora y regeneradora de la propia naturaleza; que llevan a
cambios irreversibles del equilibrio ecológico, cuyas consecuencias a largo plazo son
catastróficas.
La contaminación es cualquier sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio (irreversible o no) en un ecosistema, medio físico o un ser vivo. Es siempre una alteración negativa del estado del medio ambiente, y por tanto, se genera como consecuencia de la actividad humana.
Para que exista contaminación, la sustancia contaminante debe ser excesiva para provocar ese desequilibrio. Esta cantidad puede expresarse como la masa de la sustancia introducida en relación con la masa o el volumen del medio receptor de la misma. Este cociente recibe el nombre de concentración.
Describe el origen de los contaminantes del aire
Identifica los contaminantes primarios y secundarios
Aprendizajes a lograr
Sesión
17
53
Los agentes contaminantes o sustancias contaminantes tienen relación con el crecimiento de la población y el consumo, como los combustibles fósiles, la basura y desechos industriales. Con su incremento provoca mayor contaminación. Los contaminantes por su consistencia, se clasifican en sólidos, líquidos y gaseosos. Se descartan los generados por procesos naturales, ya que por definición, no contaminan.
Los agentes sólidos están constituidos por la basura, en sus diversas presentaciones. Provocan contaminación del suelo, del aire y del agua. Del suelo porque produce microorganismos y animales dañinos; del aire porque produce mal olor y gases tóxicos y del agua porque la ensucia y no puede utilizarse, especialmente para consumo humano.
Los agentes líquidos están conformados por las aguas negras, los desechos industriales, los derrames de combustibles derivados del petróleo, los cuales dañan básicamente el agua de ríos, lagos, mares y océanos; con ello provocan la muerte de diversas especies.
Los agentes gaseosos están constituidos por la combustión del petróleo (óxido de nitrógeno y azufre) y por la quema de combustibles como la gasolina (liberando monóxido de carbono), basura y desechos de plantas y animales.
Ejercicio no. 2
Forma equipo con tres compañeros y expliquen con ejemplos de su entorno, el origen de la contaminación del aire; mediante la lectura de la normatividad mexicana de los límites máximos permisibles de partículas suspendidas, en las páginas de la SEMARNAT y Secretaría de Salud.
Grupo
54
2.2.2. Contaminantes primarios y secundarios
Todas las actividades humanas, como son el metabolismo de la materia humana y los fenómenos naturales que se producen en la superficie o en el interior de la tierra van acompañados de emisiones de gases, vapores, polvos y aerosoles. Estos, al difundirse a la atmósfera, se integran en los distintos ciclos biogeoquímicos que se desarrollan en la Tierra. Con frecuencia, los contaminantes naturales ocurren en cantidades mayores que los productos de las actividades humanas, los llamados contaminantes antropogénicos. Sin embargo, los contaminantes antropogénicos presentan la amenaza más significativa a largo plazo para la biósfera.
Una primera clasificación de estas sustancias, atendiendo a su formación, es la que distingue entre contaminantes primarios y contaminantes secundarios.
Contaminantes primarios: Son aquellas sustancias contaminantes que son vertidas directamente a la atmósfera las cuales provienen de muy diversas fuentes dando lugar a la llamada contaminación convencional. Su naturaleza física y su composición química son muy variadas, si bien podemos agruparlos atendiendo a su peculiaridad más característica tal como su estado físico (caso de partículas y metales), o elemento químico común (caso de los contaminantes gaseosos). Es por ello que antes de continuar recordemos la constitución atmosférica.
Tropósfera
Es la capa de aire que está en contacto con la superficie terrestre. Alcanza hasta los 10 Km de altura y es en la que se producen las nubes, las lluvias, las tormentas, los vientos, etc.
Estratósfera
Alcanza hasta unos 25 Km de altura. Está formado por estratos de aire con poco movimiento vertical, aunque sí horizontal.
Quimiófera
Alcanza hasta los 80 Km de altura. Está formada en su inmensa mayoría por ozono, que sirve de filtro natural contra las radiaciones ultravioletas.
Ionósfera
Formada por iones, es decir, átomos eléctricamente cargados procedentes del espacio. Alcanza hasta los 400 Km. Es usada en las comunicaciones modernas para hacer reflejarse las ondas de radio, permitiendo alcanzar mayores distancias.
Mesósfera
Alcanza hasta los 1000 Km. Se producen iones debidos a la radiación cósmica.
Exósfera
A partir de los 1000 Km. En ella apenas existe materia y es en la que se sitúan, entre otros, los satélites meteorológicos.
Sesión
18
55
Entre los contaminantes atmosféricos más frecuentes que causan alteraciones en la atmósfera
se encuentran: Aerosoles, Óxidos de azufre (SOx), Monóxido de carbono (CO), Óxidos de
nitrógeno (NOx), Hidrocarburos (Hn Cm), Ozono (O3), Anhídrido carbónico (CO2). Además de
estas sustancias, en la atmósfera se encuentran una serie de contaminantes que se presentan
más raramente, pero que pueden producir efectos negativos sobre determinadas zonas por ser
su emisión a la atmósfera muy localizada. Entre otros, se encuentra como más significativos:
Otros derivados del azufre, Halógenos y sus derivados, Arsénico y sus derivados, Componentes
orgánicos, Partículas de metales pesados y ligeros (como el plomo, mercurio, cobre, zinc),
Partículas de sustancias minerales (como el amianto y los asbestos) y sustancias radiactivas.
Contaminantes secundarios: Los contaminantes atmosféricos secundarios no se vierten
directamente a la atmósfera desde los focos emisores, sino que se producen como
consecuencia de las transformaciones y reacciones químicas y fotoquímicas que sufren los
contaminantes primarios en el seno de la misma.
Las principales alteraciones atmosféricas producidas por los contaminantes secundarios son: la
contaminación fotoquímica; la acidificación del medio y la disminución del espesor de la capa de
ozono. Cada año, los países industrializados liberan miles de millones de toneladas de
contaminantes. El nivel de contaminación atmosférica se expresa como microgramos de
contaminantes por metro cúbico de aire, g/m3, o en el caso de gases, en porcentaje en
volumen, % V/V (volumen de un componente en 100 volúmenes de mezcla). Si la concentración
es muy baja se expresa en partes por millón, ppm (partes en volumen por millón de partes en
volumen total).
56
Muchos procesos industriales generan subproductos gaseosos de desecho. El automóvil, casi
todos los procesos productivos y la combustión de basura liberan gases y humos a la
atmósfera, donde su acumulación produce grave contaminación. Se les llama contaminantes
primarios gaseosos del aire y se clasifican en: monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos
de nitrógeno, hidrocarburos y micropartículas. Se producen debido a fuentes naturales
biológicas, volcánicas y geológicas.
Uno de los principales contaminantes como ya habrás observado en tus
lecturas anteriores es el monóxido de carbono (CO) el cual, se produce por
la combustión de la materia orgánica como la madera, el carbón o el petróleo
en una atmósfera con insuficiente oxígeno.
2C + O2 2CO
Si la combustión se realiza en una atmósfera con oxígeno se produce el dióxido de carbono:
C + O2 CO2
También se obtiene por oxidación del monóxido de carbono:
2CO + O2 2CO2
Contaminante Reacción que ocurre Forma en que afecta
Ozono (O3)
Óxidos de
nitrógeno (NO2)
Trióxido de azufre
(SO3)
Dióxido o bióxido
de carbono (CO2)
Ejercicio no. 3
Forma equipo con dos compañeros y complementen el siguiente cuadro
de los contaminantes primarios y secundarios con los problemas que
generan. Esta actividad será evaluada con la lista de cotejo ubicada al
final del módulo de aprendizaje.
.
Grupo
57
2.2.3. La inversión térmica
Hola, hoy aprenderemos acerca de las reacciones químicas producidas por la
inversión térmica, como agente contaminante del aire.
Se presenta normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire
en todos los ecosistemas terrestres. Ocurre cuando la temperatura de la atmósfera disminuye
con la altura, por lo que el aire está más caliente cerca del suelo, como se ve en la figura. Como
el aire frío es más denso que el aire caliente, tiende a bajar y a ocupar el lugar del aire caliente
que tiende a subir. Sin embargo, bajo ciertas
condiciones este patrón se puede alterar y
provocar una inversión térmica. En el caso de la
ciudad de México, una de las causas físicas que
empeoran la calidad del aire son las montañas que
la rodean y que funcionan como un muro de
contención del aire contaminado. En los días fríos y
secos, por lo general en invierno, es más frecuente
que se presente el fenómeno de inversión térmica,
principalmente por las mañanas. Este fenómeno
provoca que el aire frío cercano a la superficie
permanezca estable y que los contaminantes
queden atrapados.
Se dice que la inversión térmica se rompe cuando
el perfil de temperatura empieza a recuperarse por
acción de los rayos solares que comienzan a
calentar la superficie de la tierra en las primeras
horas de la mañana.
Sesión
19
Describe la inversión térmica como agente contaminante del aire
Aprendizajes a lograr
58
2.2.4. Smog
La palabra inglesa smog (de smoke: humo y fog: niebla) se usa para designar la contaminación
atmosférica que se produce en algunas ciudades como resultado de la combinación de unas
determinadas circunstancias climatológicas y unos concretos contaminantes. En ocasiones, se
traduce por neblumo (niebla y humo).
Existen dos tipos de smog:
1) El smog industrial: es muy común en muchas ciudades en las que hay plantas
industriales y eléctricas. Se caracteriza por la presencia de humo, niebla, bióxido de
azufre y material en partículas como cenizas y hollín.
2) El smog fotoquímico: es importante para iniciar las reacciones de formación de los
contaminantes secundarios causantes del smog. A veces se le llama smog urbano
porque, generalmente, se presenta en zonas urbanas y sus inmediaciones, cuando el
tiempo es seco y soleado, durante la mañana y parte de la tarde, disminuye por la noche
cuando la actividad vehicular también lo hace.
Página de la SEMANART (www.semarnat.gob.mx) y de la SECRETARIA DE SALUD (www.ssa.gob.mx)
Describe el smog como agente contaminante del aire
Aprendizajes a lograr
59
Las principales sustancias químicas que
originan el smog son los hidrocarburos
sin quemar, el bióxido de nitrógeno
producido por los automóviles y los
peróxidos orgánicos.
El smog fotoquímico es muy complejo,
cuando se logró obtener en el laboratorio,
fue posible explicar algunas de las
reacciones fotoquímicas fundamentales
que dan origen a su formación.
Los principales contaminantes son los óxidos de nitrógeno (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles (COVs).
El monóxido de nitrógeno (u óxido nítrico) se forma cuando el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos reaccionan a altas temperaturas, por ejemplo, en los motores de combustión de los automóviles de la siguiente forma.
(Monóxido de nitrógeno)
Sin embargo, el óxido nítrico es una molécula altamente inestable en el aire ya que se oxida rápidamente en presencia de oxígeno convirtiéndose en dióxido de nitrógeno según la reacción:
(Dióxido de nitrógeno)
Entre los compuestos orgánicos volátiles (COVs) se encuentran los hidrocarburos no quemados que pueden ser emitidos también por vehículos, así como disolventes o combustibles que se pueden evaporar fácilmente. También éstos pueden provenir de zonas arbóreas, al emitirse de
forma natural hidrocarburos, principalmente isopreno (C5H8) y limoneno (C10H16).
Para reducir la formación de smog fotoquímico es necesario disminuir la emisión de los NOx y los COVs. Los hidrocarburos emitidos de forma natural pueden ser suficientes para que siga produciéndose smog. En cualquier caso, sigue siendo importante la reducción de los niveles de estos hidrocarburos volátiles en la atmósfera.
60
2.2.5. Lluvia ácida
El agua de lluvia normal (libre de contaminantes) presenta un PH menor que la lluvia normal o
limpia. Constituye un serio problema ambiental, ocasionado principalmente por la
contaminación de hidrocarburos fósiles. La lluvia ácida, generalmente se forma en las nubes
altas, donde el SO2 y los NOx reaccionan con el agua y el oxígeno, formando una solución
diluida de ácido sulfúrico y ácido nítrico. La radiación solar aumenta la velocidad de esta
reacción.
Describe la lluvia ácida como agente contaminante del aire
Aprendizajes a lograr
Ejercicio no. 4
A partir de la explicación anterior realiza un mapa conceptual de los
conceptos de la inversión térmica, smog y lluvia ácida. Esta actividad
será evaluada con la lista de cotejo del final del bloque.
Individual
61
Sesión
20
Sesión
21
Ejercicio no. 5
Haz equipo con dos compañeros y tomen diferentes muestras de agua
y si te es posible toma agua de lluvia de tu localidad y mide su PH.
Compara el valor obtenido por tus compañeros. Si se trata de lluvia
ácida, analiza las fuentes que la originan. Al final corrobora tus
respuestas con tu asesor.
Equipo
Ejercicio no. 6
Los integrantes del equipo anterior, elaboran una maqueta o cartel
relacionado con el tema “Efecto Invernadero”.
Equipo
Ejercicio no. 7
Los diferentes equipos exponen la maqueta o cartel del tema efecto de
invernadero. Dicha exposición será evaluada por la guía de
observación ubicada al final del módulo de aprendizaje.
Equipo
62
2.3. Los contaminantes del agua
La urbanización en las ciudades tiene profundos impactos sobre el ciclo hidrológico de manera cuantitativa y cualitativamente. Los recursos hidráulicos disponibles en las cercanías de las ciudades, se están acabando o degradando a tal punto que aumenta substancialmente el costo marginal de su abastecimiento.
Los costos elevados surgen de la necesidad de explotar fuentes nuevas y más remotas, así como de los mayores requisitos de tratamiento a raíz del deterioro de la calidad del agua. Su disminución resulta mayormente de las inadecuadas políticas para la fijación de precios y medidas de conservación.
La impermeabilización de la superficie de la tierra en las áreas urbanas cambia considerablemente la hidrografía, resultando en inundaciones más frecuentes, y a menudo se reduce el recargado directo del agua subterránea.
2.3.1. Uso urbano
La eliminación incorrecta de los desechos urbanos contribuye al deterioro de la calidad del agua en las fuentes valiosas de agua potable de alta calidad.
Otros contaminantes del agua cuando se usa en las zonas urbanas son los detergentes, jabones, cloro, shampoo, aceites vertidos en las alcantarillas y demás aguas negras y residuales, en los lugares donde no se les da un tratamiento adecuado para que se reintegren a los mantos freáticos del suelo.
Sesión
22
Identifica los contaminantes del agua de uso urbano e industrial
Aprendizajes a lograr
63
La contaminación del agua en el ambiente urbano está formada por las aguas residuales de los hogares y los establecimientos comerciales.
En los últimos años, se han mejorado los medios de eliminación de los residuos sólidos producidos por los procesos de depuración. Los principales métodos de tratamiento de las aguas residuales urbanas tienen tres fases:
1.- El tratamiento primario, que incluye la eliminación de arenillas, la filtración, el molido, la floculación (agregación de los sólidos) y la sedimentación.
2.- El tratamiento secundario, que implica la oxidación de la materia orgánica disuelta por medio de lodo biológicamente activo, que seguidamente es filtrado.
3.- El tratamiento terciario, en el que se emplean métodos biológicos avanzados para la eliminación del nitrógeno, y métodos físicos y químicos, tales como la filtración granular y la absorción por carbono activado. La manipulación y eliminación de los residuos sólidos representa entre un 25 y un 50% del capital y los costes operativos de una planta depuradora.
64
2.3.2. Uso industrial La contaminación del agua por el uso industrial se caracteriza por la gran cantidad de contaminantes producidos en las distintas fases de los procesos industriales y por la variedad de los mismos. Los tipos de contaminantes industriales dependen fundamentalmente del tipo de proceso de producción empleado, de la tecnología utilizada y de las materias primas usadas.
Los residuos industriales líquidos (RILES) son productos químicos de desechos industriales, como los solventes y los metales pesados. Dependiendo del tipo específico de los desechos pueden ocasionar envenenamiento de especies, deterioro de las algas, absorción de materias tóxicas por parte de moluscos, ocasionando intoxicación cuando estos son consumidos por los humanos.
Las sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos.
El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastecen.
El vertido indiscriminado de basura no biodegradable en ríos, lagos, y mares ocasiona un perjuicio inimaginable en los animales, los cuales sufren de muerte por ingesta de materiales como botellas, pañales desechables; asfixia por enredamiento en bolsas plásticas; cortes por latas y vidrios.
El cadmio presente en los fertilizantes derivados del cieno o lodo puede ser absorbido por las cosechas; de ser ingerido en cantidad suficiente, el metal puede producir un trastorno diarreico agudo, así como lesiones en el hígado y los riñones. Hace tiempo que se conoce o se sospecha de la peligrosidad de sustancias inorgánicas, como el mercurio, el arsénico y el plomo.
Tarea no. 1
Realiza entrevistas a habitantes de tu comunidad para conocer la
percepción de los problemas ambientales, y si te es posible toma
fotografías para la siguiente sesión donde se aprecie los diferentes tipos
de contaminación.
Sesión
23
Ejercicio no. 8
Forma equipo con tres compañeros y realicen la lectura de la normatividad mexicana relacionada con los límites máximos permisibles de contaminación urbana e industrial del agua. Explica con ejemplos relacionados de tu entorno y sus compuestos. Utiliza las páginas de la SEMARNAT y Secretaria de salud.
Equipo
65
2.3.3. Normas químicas para el agua potable
El objetivo de las normas químicas es proteger la salud del ser humano mediante el establecimiento de los niveles adecuados o máximos que deben tener aquellos componentes o características del agua que pueden representar un riesgo para la salud de la comunidad e inconvenientes para la preservación de los sistemas de abastecimiento de agua.
El agua es potable cuando su calidad garantiza que puede ser utilizada para el consumo humano, sin efectos nocivos para la salud; debido a que reúne las características físicas, químicas, biológicas y radiológicas que la hacen apta para el consumo humano y agradable a los sentidos. Algunos conceptos necesarios para entender este tema son los siguientes: Valor recomendable: corresponde a aquella concentración de sustancia o densidad de bacterias que no implican un riesgo para la salud de los consumidores. Valor máximo admisible: corresponde a aquella concentración de sustancias o densidad de bacterias a partir de la cual existe rechazo por parte de los consumidores o surge un riesgo inaceptable para la salud. Las normas químicas del agua potable establecen los requisitos básicos a los cuales debe responder la calidad del agua suministrada en los servicios para consumo humano y para todo uso doméstico, independientemente de su estado, origen o grado de tratamiento.
Sesión
24
Define normas químicas y agua potable
Conoce las normas químicas del agua potable en nuestro país
Aprendizajes a lograr
66
La normatividad oficial mexicana para el agua potable publicada por el Diario Oficial de la Federación, establece los límites permisibles de químicos expresados en miligramos por cada litro (mg/l), algunos de ellos son los siguientes:
Químico Límite Permisible Químico Límite Permisible
Aluminio 0,20 Fierro 0,30
Arsénico 0,05 Fluoruros 1,50
Bario 0,70 Manganeso 0,15
Benceno 10,00 Mercurio 0,001
Cadmio 0,005 Nitratos 10,00
Cianuros 0,07 Plomo 0,01
Clordano 0,20 Sodio 200,00
Cloruros 250,00 Sulfatos 400,00
Cobre 2,00 Tolueno 700,00
Cromo 0,05 Yodo 0,2-0,5
Fenoles 0,3 Zinc 5,00
Ejercicio no. 9
Forma equipo con tres compañeros y realicen la lectura de la normatividad mexicana para el agua potable, para encontrar sus límites permisibles de las características organolépticas. Utilicen la página http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/m127ssa14.html
Equipo
67
2.3.4. Problematiza y analiza las reacciones químicas involucradas en la contaminación del aire, agua y suelo
Algunas de las reacciones químicas que se desarrollan cuando se
contaminan el aire, el agua y el suelo son las siguientes:
Monóxido de carbono (CO), se produce por la combustión de la materia orgánica como la
madera, el carbón o el petróleo, en una atmósfera con poco oxígeno. 2C + O2 2CO
Dióxido de carbono (CO2), se forma cuando las plantas realizan el proceso de la fotosíntesis,
también por combustión del carbono en una atmósfera con bastante oxígeno.
Su reacción química es. C + O2 CO2
Monóxido de nitrógeno (NO), se forma cuando el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos
reaccionan a altas temperaturas, como en los motores de los autos. N2 + O2 2NO
Dióxido de nitrógeno (NO2), se produce cuando se oxida el monóxido de nitrógeno con el
oxígeno de la atmósfera y por el uso excesivo de fertilizantes. 2NO + O2 2NO2
Dióxido de azufre (SO2), se produce cuando se utilizan los aerosoles que contienen azufre y
reacciona con el oxígeno de la atmósfera. S + O2 SO2
Óxido de fósforo (PO2), se produce cuando los microorganismos o sistemas biológicos
absorben el fósforo de las rocas y contamina el suelo cuando se usa de manera excesiva en
fertilizantes para los cultivos. P + O2 PO2
Reconoce los problemas de contaminación de su entorno
Conoce y analiza las reacciones químicas involucradas en la contaminación del aire, agua y suelo
Aprendizajes a lograr
68
Redacta la problemática más importante de contaminación de tu localidad. Caso: 1
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________
Anoten sus propuestas para la resolución del caso:
Sesión
25
Ejercicio no.10
Forma equipo con tres compañeros y realicen un debate de las principales fuentes contaminantes en tu comunidad, pueden apoyarse de la normatividad mexicana vigente para el agua, aire y suelo.
Grupo
69
Caso: 2 Imagina que has entrado a trabajar en una microempresa que se dedica a fabricar artículos de decoración exterior para la industria de la construcción cuya materia prima es la fibra de vidrio. La empresa cuenta con siete obreros que se encargan de moldear, preparar la mezcla de fibra de virio, vaciar, desmoldar y terminar las piezas. El área donde se realizan estos
artículos siempre está llena de olores que provienen de los solventes y del catalizador usado en el proceso. Al entrar a esa área se siente un cosquilleo en la nariz debido a las pequeñas partículas de fibra de vidrio que flotan en el ambiente. Se trabajan turnos de 8 a 12 horas. Los obreros no usan medidas de protección y el área de producción está muy cerca de la oficina. Se requiere calcular los costos para implementar medidas de seguridad e higiene. ¿Qué medidas deben ponerse en práctica para proteger la salud de los trabajadores?
Resolución del caso:
Ejercicio no.11
Con los conocimientos que adquirieron en este bloque analicen y propongan soluciones para el siguiente caso. Sus resultados serán evaluados a través de una sesión plenaria.
Grupo
70
En el mercado hay varios productos para fertilizar el jardín y acabar con las plagas, muchos de ellos contienen sustancias tóxicas. Realiza un análisis de los componentes de la fórmula de un fertilizante y de un producto para atacar las plagas del jardín.
Nombre
Nombre
comercial
Componentes
tóxicos en la
fórmula
Causa
intoxicación
Problemas
de
salud
Tratamiento
por
intoxicación
Caducidad
de los
componentes
Fertilizante
Plaguicida
Sesión
26
Realiza la siguiente actividad con el tema: el jardín y la salud
Tarea no. 2
Ejercicio no.12
Haz equipo con dos compañeros y con la orientación de tu asesor elaboren carteles y trípticos con textos alusivos al cuidado ambiental, para que sean expuestos a tus compañeros de plantel en receso y si es posible a los habitantes de tu localidad.
Grupo
Ejercicio no.13
En relación al ejercicio anterior realicen alguna actividad promueva la concientización del cuidado ambiental en tu escuela y comunidad.
Grupo
71
1.- Se le considera como la fuente principal de los contaminantes atmosféricos. a) Erupciones volcánicas b) Reacciones fotoquímicas c) Humo industrial d) Combustibles fósiles 2.- Es un ejemplo de un contaminante secundario. a) CO b) O2 c) O3 d) NO3 3.- Ácido componente de la lluvia ácida. a) Fosforito b) Nítrico c) Clorhídrico d) Fórmico 4.- Agua contaminada por el uso en hogares y establecimientos comerciales. a) Residual b) Pluvial c) Potable d) Jabonosa 5.- Contaminante primario que se forma debido a las altas temperaturas de las cámaras de combustión donde se queman combustibles fósiles. a) SO2 b) CO c) NO2 d) O3
6.- El agua contaminada por su uso en la industria de los fertilizantes se caracteriza por llevar en ella estos compuestos. a) Nitratos y fosfatos b) Fluoruros y cianuros c) Aceites y petróleo d) Métales pesados 7.-El dióxido de carbono en la atmósfera: a) Produce efecto invernadero b) Es utilizado por las plantas para la
fotosíntesis c) Filtra las radiaciones ultravioletas d) Procede de la respiración celular de
todos los seres vivos 8.-La capa de ozono se encuentra en:
a) La mesosfera b) La troposfera c) La ionosfera d) La estratosfera
9.- El aire se desplaza:
a) De las bajas a las altas presiones b) De las altas a las bajas presiones c) Desde el ecuador hacia los polos d) De abajo hacia arriba y viceversa
10.- La formación de nubes y la aparición de
lluvias se asocia a:
a) Las borrascas b) Las zonas de presión media c) Los anticiclones d) Las zonas cálidas
Nombre: ________________________________________________ Grupo: ________________________ Turno: __________________ Fecha: _________________________________________________
Autoevaluación
72
11.- Las nubes se forman cuando una masa de aire húmedo. a) Desciende sobre una zona cálida b) Se eleva por lo que se enfría y se
produce la condensación del vapor de agua
c) Se eleva por lo que se calienta y se produce la condensación
d) Disminuye por lo que se calienta y se produce la condensación
12.- Es el metal más común que contamina el agua de las fábricas de fungicidas, de plásticos (como el cloruro de polivinilo) y la minería (cinabrio, oro y plata). a) Mercurio b) Cobre c) Hierro d) Magnesio
13.- Los tripolifosfatos de sodio de los detergentes sirven para quitar la dureza al agua el eliminar al: ___ y ___. a) Iones de calcio y magnesio b) Iones de zinc y calcio c) Iones de magnesio y plomo d) Iones de cloro y oxígeno 14.- Es la actividad humana que contribuye a contaminar el agua con suelo, fertilizantes, herbicidas, insecticidas, desechos orgánicos y otras sustancias que son arrastradas por el agua. a) Pesca b) Porcicultura c) Agricultura d) Minería 15.- Son los tres metales más peligrosos que contaminan el agua. a) Mercurio, cromo y cadmio. b) Plomo, hierro y zinc c) Cadmio, hidrogeno y litio. d) Mercurio, plomo y hierro.
73
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
LISTA DE COTEJO
Instructor: Estudiante:
Sesión: Fecha de aplicación:
Producto a evaluar: ___________________________________________________.
Instrucciones para el instructor: solicite al equipo número 1 que registre si el trabajo de
investigación del equipo número 2 cumple con los requisitos solicitados. Haga lo mismo con el
resto de los equipos.
Núm. Requisitos a evaluar Si No Observaciones
1 La portada contiene los datos de identificación (1 punto)
2 La investigación o trabajo tiene introducción (2 puntos)
3 El desarrollo de la investigación o trabajo contiene sus
elementos específicos (3 puntos)
4 La investigación o trabajo señala propuestas de mejora o
solución de problemáticas de la comunidad (2 puntos)
5 La investigación o trabajo contiene la bibliografía
sugerida (2 puntos).
Calificación:
Equipo que revisó:
Vo. Bo. Instructor
74
GUÍA DE OBSERVACIÓN
Instructor: Estudiante:
Sesión: Fecha de aplicación:
Desempeño a evaluar: _________________________________________________.
Tema a evaluar: ______________________________________________________.
Instrucciones para el instructor: solicite a un estudiante que evalúe a un compañero de los
que participan, de acuerdo con los aspectos siguientes:
Núm. Requisitos a evaluar Si No Observaciones
1 Conocimiento del tema (2 punto)
2 Su exposición es congruente con el tema (2 puntos)
3 Tiene claridad para exponer sus ideas (2 puntos)
4 Con sus ideas provoca que el resto de los alumnos
participe (2 puntos)
5 Su participación es constante (2 puntos).
Calificación:
Equipo que revisó:
Vo. Bo. Instructor
76
COMPETENCIAS
TEMARIO
3.1. Sistemas dispersos 3.1.1. Mezclas homogéneas y heterogéneas, elementos y compuestos 3.1.2. Métodos de separación de mezclas
3.2. Disoluciones, coloides y suspensiones 3.2.1. Características de disoluciones, coloides y suspensiones 3.2.2. Ósmosis 3.2.3. Disoluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas 3.2.4. Coloides: sistemas de coloides y propiedades 3.2.5. Suspensiones 3.2.6. Actividad experimental
3.3. Concentración de disoluciones 3.3.1. Unidades químicas de concentración 3.3.2. Unidades físicas de concentración 3.3.3. Actividad experimental 3.4. Ácidos y bases 3.4.1. Ácidos y bases fuertes y débiles 3.4.2. Actividad experimental
Identifica las características distintivas de los sistemas dispersos
(disoluciones, coloides y suspensiones), calcula la concentración
de las disoluciones y comprende la utilidad de los sistemas
dispersos en los sistemas biológicos y en su entorno
77
A. Elemento B. Mezcla C. Disolución D. Agua E. Concentración F. Mezcla homogénea G. Mezcla heterogénea H. Cambio físico I. Mol J. Ósmosis
( ) Disolvente universal en los procesos físicos y químicos. ( ) Unión de dos o más sustancias sin formas enlaces químicos en proporciones variables. ( ) Mezcla que presenta uniformidad, a simple vista, en toda su extensión. ( ) Tipo de cambio que sufre la materia sin alteración de su estructura y composición. ( ) Sustancia pura que no puede descomponerse en otros sustancias más simples. ( ) Mezcla que presenta más de una fase. ( ) Flujo de disolvente, generalmente agua, a través de una membrana semipermeable hacia una disolución de concentración más alta. ( ) Unidad química de masa equivalente a tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 Kg. de carbono 12. ( ) Relación entre cantidad de soluto y la cantidad de disolvente o disolución. ( ) Mezcla homogénea de dos o más sustancias.
Evaluación diagnóstica
Antes de iniciar el presente bloque, es conveniente que contestes la
siguiente evaluación diagnóstica, que te servirá como indicador de tus
conocimientos respecto a los sistemas dispersos. Escribe la respuesta
correcta dentro de cada paréntesis.
78
3.1. Sistemas dispersos 3.1.1. Mezclas homogéneas y heterogéneas, elementos y compuestos
Hola, ahora iniciamos con esta sesión relacionada con los siguientes conceptos:
Elementos: son las sustancias básicas o simples que no se pueden descomponer mediante reacciones químicas.
Compuestos: sustancias formadas por dos o más elementos, presentan las mismas propiedades químicas y físicas.
Mezclas: porción de la materia formada por dos o más sustancias con composiciones variables. Las sustancias que forman una mezcla se denominan componentes.
Mezcla homogénea: es aquella que presenta uniformidad en toda su extensión. En química se dice que presenta una sola fase.
Mezclas heterogéneas: no son uniformes, se observa la discontinuidad a simple vista; en otros casos, debe usarse una mayor resolución para observar la discontinuidad.
Sesión
27
Conceptualiza: elemento, compuesto, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas
Enuncia y analiza propiedades y características distintivas de elementos, compuestos y mezclas para diferenciarlos
Identifica y ejemplifica a las sustancias puras y mezclas de dos o más sustancias que forman a la materia usando situaciones de la vida cotidiana
Integra las características y funcionamiento de la participación de los sistemas dispersos en su contexto
Aprendizajes a lograr
79
Ensalada
Grava y arena
Aerosol
Miel
Cloro
Alcohol etílico
Mercurio
Hidrógeno
Agua
Elemento, compuesto, mezcla homogénea o mezcla heterogénea Sustancia
A partir de lo que leíste anteriormente identifica en la tabla siguiente, los
compuestos, elementos y mezclas. Escribe seis ejemplos de cada uno,
identificando los lugares donde se encuentran en la naturaleza o en tu
comunidad.
Individual Ejercicio no.1
80
EJEMPLO.
Sustancias puras y mezclas
¡Hola! Ya puedes distinguir entre elementos, compuestos y mezclas. Ahora
seguimos con el tema de sistemas dispersos, en este caso, vas a distinguir
e identificar entre las sustancias puras y las mezclas.
Las sustancias puras son aquellas que están formadas por partículas
iguales (átomos o moléculas), tienen una composición fija y no pueden separarse por medios
físicos. Tienen propiedades específicas: densidad, la temperatura permanece constante en los
cambios de estado temperatura de ebullición y fusión, solubilidad, conductividad térmica y
eléctrica y numerosas propiedades más.
El alcohol etílico (componente de las bebidas alcohólicas) tiene, entre otras, las siguientes propiedades específicas:
Densidad 0,79 g/ml
Punto de fusión –114ºC
Punto de ebullición 78,5ºC
Además, es incoloro, de olor característico y totalmente miscible con el agua. Otro ejemplo:
Cuando calentamos y evaporamos agua pura no queda ningún residuo y el líquido obtenido al
condensar el vapor agua sigue siendo agua pura. Para distinguir una sustancia pura de otra nos
basamos en sus propiedades, las sustancias puras a su vez se clasifican en sustancias simples
y sustancias compuestas. En las sustancias simples encontramos a los elementos químicos y
en las sustancias compuestas encontramos a los compuestos químicos.
Las sustancias simples pueden ser moleculares o atómicas, y no se descomponen en otras
sustancias distintas. Ejemplo: oxígeno, nitrógeno. Los elementos son sustancias puras más
simples. Están formados por el mismo tipo átomos, y no pueden descomponerse. Se
representan mediante símbolos. Los compuestos están formados por moléculas y éstas están
formadas por unión de átomos de distintos elementos. Todas las moléculas del mismo
compuesto son iguales entre sí. Los compuestos químicos pueden separarse por medios
químicos.
Cuando la materia está formada por moléculas diferentes se llama
mezcla. Vamos a explicarlo con un ejercicio. ¿Estás de acuerdo?
¡Muy bien! Observa la figura que tienes. ¿Qué ves? ¡Exacto! Son
moléculas de oxígeno y nitrógeno completamente separadas, no
existe ninguna unión entre ellas. ¿Verdad? Bien, pues es parte de la
composición del aire. Los enlaces químicos son, en este caso, entre
átomos de oxigeno con otros átomos de oxigeno, los átomos de
nitrógeno con otros átomos de nitrógeno, por eso el aire se considera como una mezcla.
¿Entendiste? ¡Qué bien! Como entre el O2 y el N2 no hay ningún enlace los puedes separar por
medios físicos (cambios de estado, cromatografía, solubilidad etc.).
Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas.
81
Característica Sustancia pura Mezclas
Origen
Composición
Separación de componentes
Uniformidad
Identificación de componentes
OPCIONES:
Combinación química Se pierden sus propiedades originales
Sistema homogéneo y heterogéneo Se realizan mediante procedimientos químicos
Proporción variable formada elementos, compuestos o ambos
Sus componentes conservan sus propiedades
Unión física Masa definida y fija, elementos y compuestos
Combinación química Mediante procedimientos físicos o mecánicos
Con base en las propiedades físicas de la materia, investiga los
siguientes métodos de separación de mezclas: filtración, destilación,
sublimación, extracción, cristalización, cromatografía, decantación,
evaporación, imantación, tamizado y centrifugación. Anota en tu cuaderno
y discute en plenaria con ayuda de tu asesor. Tiempo estimado 15
minutos.
Tarea de investigación no. 1
A partir de lo anterior analiza (por observación y comparación) la
diferencia entre sustancia pura y mezcla. Escribe en la tabla1 la
característica que corresponda, analizando las opciones de la tabla2. En
tu cuaderno escribe por lo menos 8 sustancias puras y 8 mezclas que
encuentres en tu entorno o que se utilicen en la vida cotidiana.
Individual Ejercicio no. 2
82
EJEMPLO
3.1.2. Métodos de separación de mezclas
Seguimos con esta sesión relacionada con los métodos de separación de
mezclas, los cuales se basan en diferencias entre las propiedades físicas de
los componentes de una mezcla, tales como el punto de ebullición, densidad,
presión de vapor, punto de fusión, solubilidad, etc. Los métodos conocidos
son: filtración, destilación, sublimación, extracción, cristalización,
cromatografía, decantación, evaporación, imantación, tamizado y
centrifugación.
A continuación te mostramos algunos ejemplos de
imágenes relacionadas con los métodos de separación
de mezclas.
Imantación Decantación Tamizado
Filtración: arena y agua Evaporación Destilación
Sesión
28
Describe los métodos de separación de mezclas
Aprendizajes a Lograr
83
¿Cuál es la finalidad de separar las mezclas?
El objetivo de separar mezclas es obtener sustancias puras, con un grado de pureza que permita aplicarse en la fabricación de medicinas, alimentos y otros productos químicos de importancia para el ser humano. Esto implica una serie de purificaciones continuas hasta separar los componentes de la mezcla con sus propiedades específicas.
Tamaño de las partículas en relación con el diámetro de los orificios
de la mallatamizado
Propiedades magnéticas de los componentesImantación
Fuerza centrifuga sobre las partículas mas densasCentrifugación
Diferencia en el punto de evaporación de los componentes de la
mezclaEvaporación
Diferencia de difusión de una sustancia a través de otra fija.Cromatografía
Diferencia de solubilidad en disolventes fríos y calientesCristalización
Diferencia en la solubilidad en dos disolventes inmisciblesExtracción
Diferencia en el punto de sublimaciónSublimación
Diferencia en el punto de ebulliciónDestilación
Tamaño de partícula y baja solubilidadFiltración
PropiedadMétodo
Tamaño de las partículas en relación con el diámetro de los orificios
de la mallatamizado
Propiedades magnéticas de los componentesImantación
Fuerza centrifuga sobre las partículas mas densasCentrifugación
Diferencia en el punto de evaporación de los componentes de la
mezclaEvaporación
Diferencia de difusión de una sustancia a través de otra fija.Cromatografía
Diferencia de solubilidad en disolventes fríos y calientesCristalización
Diferencia en la solubilidad en dos disolventes inmisciblesExtracción
Diferencia en el punto de sublimaciónSublimación
Diferencia en el punto de ebulliciónDestilación
Tamaño de partícula y baja solubilidadFiltración
PropiedadMétodo
Método de separación de mezclas Homogénea / Heterogénea
Destilación
Filtración
Decantación
Cristalización
Mezcla está formada por partículas de tamaño grande.
Mezcla de sustancias de diferente punto de ebullición.
Mezcla formada por líquidos de diferente densidad.
Con base en la tarea de investigación uno, determina el tipo de
separación de mezcla que debes aplicar en estos ejemplos.
Ejercicio no. 4
Ejercicio no. 3
Grupo
Haz equipo con dos compañeros y en la tabla siguiente llenen los espacios en blanco indicando si el método de separación es más apropiado para una mezcla heterogénea o una mezcla homogénea y viceversa. También observen los dibujos y lleguen a un acuerdo para saber qué tipo de material representan. Al final verifica tus respuestas con tu asesor.
84
Mezclas Métodos de separación de mezclas
1.- Carbón vegetal y agua.
2.- Solución saturada de sulfato de sodio
3.-Yodo y arena fina.
4.-Colorantes para alimentos y agua.
5.-Componentes sólidos que contiene la sangre
6.-Sal de mesa en disolución acuosa (agua).
7.- Mezcla de hidrocarburos.
8.-Aceite comestible y agua.
9.-Limadura de hierro y talco.
10.- Mezcla de arena, grava y gravilla
Con base en la tarea de investigación uno, determina el tipo de
separación de mezcla debes aplicar en estos ejemplos.
Ejercicio no. 5
85
3.2. Disoluciones, coloides y suspensiones 3.2.1. Características de disoluciones, coloides y suspensiones
Como ya habrás leído los aprendizajes a lograr, vamos a tratar los conceptos de disoluciones, coloides y suspensiones. Vamos a aclarar un poco las ideas, como ya vimos en sesiones anteriores, las mezclas se componen de dos o más sustancias y de acuerdo con sus características reciben el nombre de disoluciones, coloides y suspensiones. En las mezclas se pueden distinguir al menos dos fases: una de ellas consiste en una sustancia que se encuentra en menor proporción y recibe el nombre de soluto, que se dispersa en el seno de otra sustancia que está en mayor proporción llamada solvente, disolvente o dispersante.
Las características particulares de las disoluciones, coloides y suspensiones, así como su
nombre, dependen del tamaño de las partículas del soluto. (Partículas dispersadas). Pueden
ser sólidas liquidas o gaseosas.
Las disoluciones o soluciones son perfectamente homogéneas a simple vista y en el microscopio más potente el grado de dispersión es máximo y el tamaño de las partículas es del orden molecular.
Las mezclas coloidales son perfectamente homogéneas a simple vista y en el microscopio. Pero si se hace pasar un rayo de luz intenso a través de ellas, aparece una estela luminosa, es decir, dispersan la luz (efecto Tyndall). El grado de dispersión es máximo y el tamaño de las partículas es mayor que en las disoluciones.
Las suspensiones o emulsiones después de agitarse son homogéneas a simple vista, pero heterogéneas al microscopio, sin embargo un simple reposo basta para separar sus componentes y a simple vista observar una mezcla heterogénea.
Sesión
29
EJEMPLO
Disolución de sal y agua
H2O
Cuando se
rompen los
enlacen se da
la disolución
El disolvente rompe
los enlaces del soluto
Se agrega soluto al
solvente. NaCl.
Describe el concepto de disolución, coloide y suspensión con base en el tamaño de partícula de la fase dispersa y dispersora.
Aprendizajes a Lograr
86
Smog
Jugo de fruta
Gelatina
Espuma
Leche
Mayonesa
Agua gaseosa
Humo
Niebla
componentesSuspensión o
emulsión
Coloide Solución
Smog
Jugo de fruta
Gelatina
Espuma
Leche
Mayonesa
Agua gaseosa
Humo
Niebla
componentesSuspensión o
emulsión
Coloide Solución
Completa la tabla siguiente identificando las soluciones como
coloides, suspensiones y sus componentes.
Individual Ejercicio no.6
87
1.- ¿Cuál es el coloide en un huevo? 2.- ¿Cómo se puede coagular? 3.- ¿Cuál es el nombre de la sustancia que coagula? 4.- Cuándo la leche fresca se deje en reposo ¿que se separa? 5.- ¿Qué productos alimentarios se obtienen de esa fase a la que se refiere la pregunta 4? 6.- Si agregas jugo de limón o vinagre a la leche ¿qué sustancia se coagula? 7.- ¿Qué productos alimentarios se elaboran con la sustancia o cuajo que se obtiene en la
pregunta 6? 8.- El agua con sangre que escurre de una carne cuando se descongela ¿es un sistema
coloidal? 9.- ¿Podrías asegurar que donde existe una célula existe un sistema coloidal? 10.- Conclusión de la actividad
Ejercicio de la vida cotidiana en casa
En equipo de dos integrantes elaboren en casa el ejercicio de
disoluciones, coloides y suspensiones, que se encuentra en el apartado
de anexos al final del módulo de aprendizaje. Los resultados se lo
presentas al profesor en la siguiente sesión. Participación de tres
equipos para exponer en plenaria. 15 min.
Ejercicio no. 9
Ejercicio no. 8
Grupo
Haz equipo con dos compañeros y contesten en tu cuaderno los siguientes
cuestionamientos. Al final verifica tus respuestas con tu asesor.
88
insaturada saturada sobresaturada
EJEMPLO
Reforzaremos disoluciones, coloides y suspensiones
Disoluciones
Las disoluciones son abundantes en el media ambiente. En general, la disolución en una mezcla de por lo menos una sustancia disuelta en otra, es decir, el soluto (menor proporción) que se dispersa en otra llamada disolvente (mayor proporción).
Las disoluciones también se clasifican de acuerdo con su condición eléctrica. Esto se refiere a la capacidad que poseen ciertas disoluciones de permitir la conducción de la energía eléctrica a través de la mezcla homogénea; por ello podemos hablar de disoluciones conductoras y no conductoras, de manera específica se les denominara como disoluciones electrolíticas, dependiendo si el soluto es una sustancia electrolítica o no electrolítica ya que esta característica se relaciona con este componente.
Las sustancias electrolíticas pueden disolverse total o parcialmente en agua. Si se disuelven totalmente, se llama electrolitos fuertes (se ionizan totalmente en el medio), si solo se disuelve parte, se llaman electrolitos débiles (se ionizan parcialmente).
Otro factor importante en las disoluciones es la solubilidad, la cual se define como el número máximo de gramos de sustancia que se puede solubilizar en 100g de disolvente a cierta temperatura.
Dentro de los factores que afectan la solubilidad de un soluto en un disolvente puede estar: Tamaño de la partícula, naturaleza química de los componentes de la disolución, temperatura y la presión.
Y de acuerdo con esto las disoluciones pueden ser de tres tipos: insaturada, saturada y sobresaturada. Aunque es necesario decir, que cuando se trata de comparar cualitativamente varias disoluciones del mismo soluto en el mismo disolvente, se utilizan los siguientes términos: disolución diluida y disolución concentrada, para distinguir que unas tienen más soluto que otras en la misma cantidad de disolvente.
Sesión
30
Clasifica las soluciones de acuerdo a la concentración de soluto en soluciones: diluidas, concentradas, saturadas y sobresaturadas.
Aprendizajes a lograr
89
Disolución Soluto Disolvente
5 g de NaCl + 100 g de H2O
100 ml de metanol + 20 ml de H2O
500 ml de O2 + 1500 ml de N2
40g de Hg + 20 g de Ag.
2 H2O +10g de azúcar
Individual
Dadas las siguientes disoluciones, identifica el soluto y el disolvente, posteriormente la siguiente grafica te muestra la solubilidad de algunos sólidos y contesten los siguientes cuestionamientos. Posteriormente escribe formula y nombre en cada pregunta. Finalmente Utiliza la tabla sobre solubilidad de KBr y KI e indica si cada una de las disoluciones son insaturadas, saturadas y sobresaturadas.
De las siguientes disoluciones, identifica el soluto y elk
Ejercicio no.10
90
1.- De acuerdo a la gráfica anterior ¿Cuál sustancia es más soluble que las demás al aumentar
la temperatura?
2.- ¿Cuál sustancia se comporta diferente, es decir es menos soluble al aumentar la
temperatura?
3.- Hay tres sustancias que tienen aproximadamente la misma solubilidad a la misma
temperatura. ¿Cuáles son?
Solubilidad g/100g H2O
T (○C) KBr KI
20 65 145
40 80 160
60 90 175
80 100 190
100 110 210
1.- 70 g KBr en 100g H2O a 40 ○C ____________________
2.- 185 g KI en 100g H2O a 60 ○C ____________________
3.- 65 g KBr en 100g H2O a 20 ○C ____________________
4.- 180 g KI en 100g H2O a 80 ○C ____________________
5.- 110 g KBr en 100g H2O a 40 ○C ____________________
Investiga ¿Cuándo se aplica el término solubilidad y miscibilidad? ¿Qué es presión osmótica y su relación con los procesos vitales?, Tipos de sistemas coloidales (emulsiones, soles, geles, aerosoles) y sus propiedades (movimiento browniano, efecto Tyndall, absorción, carga, eléctrica, diálisis, floculación). La investigación se discutirá por equipos de tres personas en un foro de la siguiente sesión. Tiempo estimado: 20 minutos.
Tarea de investigación no. 2
91
EJEMPLO
3.2.2. Ósmosis
El fenómeno de la ósmosis fue descubierto en 1748 por el físico alemán Jean Antoine Mollet (1700-1770). La ósmosis es la trasferencia de disolvente, que regularmente es agua a través de una membrana (una barrera que permite el paso del agua, pero no las partículas de soluto) existiendo con ello una diferencia de concentración que va de un espacio de menor concentración de soluto a otra de elevada concentración.
3.2.3. Disoluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas Según su nivel de concentración, las disoluciones son isotónicas, hipotónicas e hipertónicas. Las disoluciones isotónicas, son aquellas donde la concertación de soluto es la misma en ambos lados de la membrana de la célula. Las disoluciones hipotónicas, son aquellas que tienen menor concentración de soluto en el medio externo en relación al medio citoplasmático de la célula. La célula se expande (hemólisis). Las disoluciones hipertónicas, son aquellas que tienen mayor concentración de soluto en el exterior de la célula y menor concentración en el interior de la misma. La célula se contrae (crenación).
Sesión
31
Reconoce el fenómeno de ósmosis, disoluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas.
Aprendizajes a Lograr
92
Disolución Tipo Respuesta
a) Isotónica 1.- H2O
b) Hipertónica 2.- Glucosa al 5.0 %(p/v)
c) Hipotónica 3.- NaCl al 0.90% (p/v)
d) Produce crenación 4.- Glucosa al 1.0%(p/v)
e) Produce hemólisis 5.- Glucosa al 1.0 %(p/v)
f) No provoca ningún cambio 5.- NaCl al10.0%(p/v)
Fase dispersa
Medio dispersante
Tipo Ejemplos
Líquido Aerosol Niebla, nubes y rocío
Gas Humo, virus en el aire y gases de los automóviles
Gas Espuma
Emulsión Magnesia, leche, crema facial.
Gas Sólido Hule espuma, esponja, malvavisco y unicel
Líquido Jalea, quesos, mantequilla, gelatina y gel
Sólido Sólido
Líquido Detergentes, pinturas, y leche de magnesia
Ejercicio no.11
Considera las siguientes disoluciones y establece, en comparación con un eritrocito, el tipo de disolución, anotando en la última columna la letra que corresponde.
Individual
93
3.2.4. Coloides Los coloides tienen propiedades intermedias entre las disoluciones verdaderas y las suspensiones, se encuentran dispersas y no están unidas considerablemente a las moléculas del disolvente, además no se sedimentan al dejarlas en reposo. Muestran cuatro características importantes: 1.- Tienen masa molar alta 2.- Su tamaño no es realmente grande 3.- A pesar de su tamaño, no lo son tanto para asentarse 4.- A nivel microscopio son heterogéneas Los coloides se clasifican, en relación con el estado de agregación o físico de la fase dispersa y el medio dispersante. También pueden clasificarse en función de su afinidad o repulsión con el medio de dispersión, por ello se habla de coloides liofóbicos (repelen al medio dispersante) y liofílicos (afín al medio de dispersión).
Tipo de
mezcla
Tipo de
partícula
Visibilidad
de
partículas
Movimiento Efecto de
la luz Precipitación Separación
Disolución Pequeñas
partículas como
átomos, iones o
moléculas
individuales
menos de 1 nm
Transparente Pasan a
través de
filtros y
membranas
Coloide Moléculas
grandes
conjunto de
moléculas o
iones de 1 a
1000 nm
Visible en
un
microscopio
electrónico
Movimiento
browniano
Pasa a
través de
filtros , pero
no de
membranas
Suspensión Partículas
grandes más de
1000 nm
Tiene
movimiento
solo por la
gravedad
Opaca no
transparenta
No pasa a
través de
filtros ni
membranas
En la tabla siguiente se resumen las tres tipos de mezclas. Llena los
espacios en blanco según corresponda al terminar verifica con tu asesor.
Individual Ejercicio no.12
94
3.2.5. Suspensiones
Como ya sabes las suspensiones son mezclas heterogéneas no uniformes y es diferente a los
sistemas coloidales. Una característica distintiva de las suspensiones es el tamaño de sus
partículas, ya que son muy grandes y perceptibles a simple vista.
3.2.6. Actividad experimental
¡Hola! En esta sesión vas a reforzar lo que aprendiste sobre los métodos de
separación de mezclas.
Sesión
32
Emplea los métodos de separación de mezclas, a través de actividades experimentales en situaciones diarias.
Propone hipótesis para separar los constituyentes de una determinada mezcla aplicando los pasos del método científico.
Aprendizajes a lograr
Realiza una tabla con ejemplos de los tipos de suspensiones, analizando las fases dispersas y dispersoras.
Individual Ejercicio no.13
Grupo
Haz equipo con dos compañeros y realicen la práctica de separación de mezclas ubicada al final del módulo de aprendizaje, en el aparatado de anexos. Entreguen el reporte.
Ejercicio no. 14
95
3.3. Concentración de disoluciones 3.3.1. Unidades químicas de concentración 3.3.2. Unidades físicas de concentración
Ahora vamos a entrar en el mundo de los cálculos, iniciaremos por definir lo que significa concentración molar, porcentual y partes por millón.
Como ya sabes las disoluciones son mezclas homogéneas donde interviene un soluto y un solvente. Una de las principales características de las disoluciones es que las propiedades dependen de la naturaleza de sus componentes y también de la proporción (cantidad) en la que estos participan a la cual llamamos concentración.
Existen diferentes formas de expresar la concentración en una disolución, cuando hablamos de disoluciones diluidas, insaturadas, saturadas y sobresaturadas. Sin embargo, para fines más cuantitativos, debemos especificar, de manera más detallada la relación ponderal entre el soluto y el disolvente. Se puede expresar esta relación en dos formas unidades físicas y químicas.
La forma de expresar la concentración son las siguientes:
Molaridad (molar). Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química. Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro de disolución; se representa por la letra M. Una disolución 1 M contendrá un mol de soluto por litro, una 0,5 M contendrá medio mol de soluto por litro, etc. El cálculo de la molaridad se efectúa determinando primero el número de moles y dividiendo por el volumen total en litros:
Tanto por ciento en peso. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente:
Partes por millón (ppm). Se utiliza este tipo de cálculo de concentración cuando la disolución está muy diluida. Relaciona miligramo de soluto por cada kilogramo de disolución o miligramo de soluto por cada litro de solución.
Sesión
33
Define concentración molar, porcentual y partes por millón de una disolución acuosa. Determina la concentración de soluciones relacionando el soluto con el disolvente: M, %, N, ppm.
Aprendizajes a lograr
96
EJEMPLO
Ya estudiaste los conceptos, ahora vamos a ver los cálculos de
molaridad que es una de las formas de expresar la
concentración de las disoluciones en unidades químicas.
¿Cuál es la concentración molar de una solución que contiene 30 g de bromuro de calcio
(CaBr2) en 500 ml de solución.
Paso 1.- Calcula el peso de un mol de CaBr2. (Si el dato está en gramos, debes pasarlos a
moles y pasa los ml de solución a litros).
Paso 2.- Pasa los gramos que te dan en el problema a moles con la relación que sacaste en el
paso anterior, 1 mol de CaBr2 es igual 200g de CaBr2. (Si el dato que te dan esta en gramos, si
te lo dan en moles pues te saltas este paso).
Paso 3. Ahora los moles que sacaste en el paso anterior, pasa sustitúyelos en la formula de
concentración molar (molaridad M).
Solución: 30 g de CaBr2 en 500 ml de solución, concentración molar de 0.3M.
97
1.- ¿Cuál de los recipientes tienen mayor concentración molar de azúcar C12H22O11?
1 cucharada es igual 15 g
2.- ¿Cuál es la molaridad de una disolución de 3 moles de KOH en 3.5 litros de disolución?
3.- ¿Cuál será la concentración molar (o molaridad) de una solución de fluoruro de calcio, CaF2,
que contiene 8 g del soluto en 250 ml de solución?
4.- Se prepararon 150 ml de solución conteniendo 5 g de Na2CO3, ¿Qué concentración molar
tiene dicha solución?
5.- ¿Cuántos gramos se necesitan de NaOH para preparar 1500 ml de una disolución 0.50 M?
Jarra de 1 litro de
solución con 10
cucharadas de azúcar
Taza de 250 ml de
solución con tres
cucharadas de azúcar
Grupo Ejercicio no.15
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios siguientes en tu cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de la clase.
98
EJEMPLO
Concentraciones porcentuales
¡Hola! En esta sesión vamos a relacionar los gramos de soluto
presentes en 100g de solución (% peso-peso, p/p).
En una disolución acuosa al 30% de NaOH, se refiere que hay 10 g de NaOH
en 90 g de H2O lo cual si lo sumamos nos da un 100 por ciento.
A partir de 300 g de una disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4), se obtienen por
evaporación un residuo de 70 g de sulfato:
a) ¿Cuántos gramos de agua se evaporan?
b) ¿Cuál es el porcentaje por peso del soluto?
c) ¿Cuál es el porcentaje en peso del disolvente?
En la disolución existe la masa del soluto y la del disolvente. En este ejercicio hay 300 g de
disolución, quiere decir que esta mezcla tiene el soluto que es sulfato de cobre y el agua
porque dice que esta mezcla es acuosa. Entonces a los gramos de disolución le tendríamos
que quitar los del soluto, para sacar los gramos que existen de agua.
Gramos de disolución = gramos de soluto + gramos de disolvente, entonces:
300g disolución = 70 g de soluto (CuSO4) + g de disolvente (H2O) (incógnita)
Despejamos, matemáticamente tenemos:
g de disolvente (H2O) = 300 g disolución – 70 g soluto (CuSO4) = 230 g de H2O
a) Se evaporan 230 g de agua
Sustituimos en la fórmula de % en peso: %p/p = 70 g soluto (CuSO4)/ 300g de disolución * 100
= 23.33 % de CuSO4
b) 23.33% de peso del soluto CuSO4
Sustituimos nuevamente en la fórmula: %p/p = 230 g disolvente (H2O)/ 300g de disolución *
100 = 76.66% de H2O
c) 76.66 de peso del disolvente H2O
Sesión
34
99
EJEMPLO
Porcentaje peso a volumen (% p/v)
Es una manera de expresar los gramos de soluto que existen en 100 mililitros de disolución. Se usa frecuentemente en caso de mezclas de gases o líquidos.
Se desea preparar un litro de disolución de HCl al 5% p/v. Calcule la masa de soluto necesaria para la preparación de dicha disolución. Sacamos los datos que nos da el problema para ver con más claridad que dato es el que nos hace falta. Datos: Disolución %p/v HCl = 5% Volumen de la disolución es 1000ml= 1 litro Masa de soluto HCl =? Sustituimos en la fórmula: 5 % p/v = gramos de soluto HCl / 1000 ml * 100 Despejamos: g de HCl = (5 % p/v) (1000 ml disolución) /100 = 50 g HCl.
1.- ¿Cuántos gramos de agua se necesitan para mezclar 80 g de nitrato de sodio (NaNO3) y obtener una disolución al 25% en peso. 2.- Calcula el número de gramos de cloruro de potasio (KCl) que deben agregarse a un litro de agua para obtener una solución al 30 % en peso. 3.- Calcula el número de gramos de (MgCl2) que son necesarios para preparar un litro de una solución acuosa al 25 % en peso. La densidad de la solución es de 1.10g/ml. 4.- Se disuelven 30.0 g de sal en 150 g de agua ¿cuál es la concentración de la solución resultante, en porcentaje en peso? 5.- ¿Cuál es la concentración en porcentaje en peso de una disolución acuosa que tiene30g de NaCl en 250g de H2O? 6.-Disolvemos 20 g de sal en 180 g de agua. ¿Cuál es su concentración en tanto por ciento en peso?
Sesión
35
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios siguientes en
tu cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de la clase.
Ejercicio no.16 Grupo
100
EJEMPLO
1.- 100 ml de una disolución acuosa de alcohol etílico (C2H5OH) se encuentran al 10 %p/v ¿Cuál es la cantidad de alcohol involucrada en esta disolución? 2.- ¿A qué volumen de agua se deberá diluir 1 g de KMnO4 para obtener una concentración de 75 % p/v? 3.- Determina el porcentaje de concentración de una disolución que tiene10 g de sacarosa en 250 ml de disolución acuosa. 4.- ¿Cuál es el porcentaje de una disolución que contiene 80g de Na2CO3 en 0.68 L de disolución acuosa? 5.- Determina el número de gramos de una disolución que contiene 225 ml de NaCl al 10% p/v. 6.- Determina el numero de gramos de soluto requerido para preparar 250 ml de una disolución acuosa de Mg (OH)2 al 30%p/v
Porcentaje volumen a volumen (% v/v)
Se emplea para expresar las concentraciones de líquidos y relaciona el volumen de un soluto en un volumen de 100 mililitros de disolución.
Si tenemos una disolución acuosa al 5 % en volumen de alcohol etílico, esto indica que hay 5
ml de alcohol etílico en 95 ml de H2O.
¿Cuál es el %v/v de una disolución que contiene 10 ml de HCl en 100 ml de agua?
Sacamos los datos:
%v/v HCl =?
VHCl = 10 ml
V H2O = 100 ml.
Solución: Cuando se habla de una disolución se tiene que tener en cuenta que es la suma de soluto más
el disolvente y nos da un volumen de disolución de 110 ml.
Sesión
36
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios siguientes
en tu cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de la clase.
Ejercicio no.17
101
Sustituir: volumen de disolución = 10 ml +100 ml = 110 ml de disolución
Sustituir: %v/v HCl = 10 ml/ 110 ml disolución X 100 = 9.09 % HCl
Esto significa que al mezclar 10 ml de alcohol etílico en 100 ml de agua tenemos
una disolución al 9.09 % de alcohol.
1.- ¿Qué % en volumen de alcohol tiene una botella de cerveza de 875 ml con 8ml de alcohol? 2.- ¿Qué volumen de jugo de limón se necesita para preparar una disolución de 2000 ml al 15%? 3.- Una disolución está formada por 45 ml de HClO en 0.5 L de solución; determina el porcentaje en volumen. 4.- ¿Qué volumen de alcohol para frotar al 70% se puede preparar, si solo se disponen de 160 ml de alcohol isopropílico puro? 5.- Calcula los mililitros de soluto que se ocuparon para preparar 1.5 L de alcohol etílico al 12 % en volumen. 6.- Se preparo una disolución con 600 ml de ácido acético al 25 % en volumen. Calcula los mililitros de soluto que se ocuparon para prepararla.
Partes por millón (ppm)
En esta sesión continuaremos con los cálculos estequiométricos para disoluciones muy diluidas, que tienen poco soluto y mucho disolvente.
Sesión
37
Ejercicio no.18
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios
siguientes en tu cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de
la clase.
Grupo
102
EJEMPLO
Una disolución que tiene 8 ppm de iones de Cl-
significa, que hay 8 partes de Cl- en un millón de
partes de disolución.
Una muestra de 500 ml tiene 10 mg de F- ¿Cuántas ppm del ion fluoruro hay?
Sacamos los datos que nos dan en el problema:
V H2O = 500mL = 0.5 L
Masa de F- = 10 mg
Ppm=?
Sustituimos:
Ppm F- = 10 mg F-/ 0.5 L de disolución = 20 ppm F-
Calcula en tu cuaderno las partes por millón (ppm) de solutos de cada una de las
siguientes disoluciones:
1.- 60 mg de Cl- en 2600 ml de H2O
2.- 0.038 g de SO- en 4 litros de H2O
3.- 3mg de Ca + en 600 ml
4.- 0026g de CO3-2 en 1800 ml de H2O
5.- 0.90 mg de Br- en 300 ml de H2O
6.-120 mg de Na + en 1500 g de H2O
Ejercicio no. 19
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios siguientes en tu
cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de la clase.
Grupo
103
EJEMPLO
Solución molal (m)
Es la concentración de las disoluciones que relacionan los moles de soluto por kilogramos del
disolvente. Este tipo de concentración se utiliza en la determinación de algunas propiedades
coligativas de las disoluciones (aumento en el punto de ebullición y disminución o abatimiento
en el punto de congelación).
Calcula la molalidad de una disolución que contiene 0.3 moles de NaCl en 0.5 Kg. de agua.
Datos:
m= ?
n= 0.3 mol de NaCl
Kg. Disolvente =0.5 H2O
Sustituimos: m=0.3 mol de NaCl / 0.5 H2O = 0.6 mol de NaCl / Kg H2O
1.- Calcula la molalidad de una si solución de 20 g de Mg (OH)2 en 800 ml de H2O.
2.- Determina la molalidad de 135 g de KNO3 en 600 g de disolvente.
3.- Si se tienen 454 g de agua, ¿Qué cantidad de I2 se requiere para tener una solución 2 m?
4.- Cuántos moles se requieren disolver en 600g de agua para una molalidad de 0.25?
5.- Encuentra la molalidad de una solución que está formada por 20 g de CH3OH y 150 g de
agua.
Ejercicio no. 20
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios
siguientes en tu cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de la
clase.
Grupo
Sesión
38
104
Normalidad
¿Cómo estás hoy? Listo para seguir con un nuevo concepto para
expresar concentraciones de disoluciones.
Empezamos entonces.
Al igual que la molaridad, esta unidad de concentración se basa en el
volumen de solución. La normalidad se define como el número de
equivalentes del soluto por litro de solución.
Este tipo de concentración de las disoluciones se utiliza en los procesos
de neutralización y titilación entre sustancias ácidas y básicas.
Normalidad = Número de equivalentes de Soluto
Volumen de solución en litros
El equivalente en gramos de un elemento o compuesto se determina de acuerdo con las
características propias de dicha sustancia en sus combinaciones.
1.- Equivalente - gramo de un elemento
2.- Equivalente - gramo de un ácido
3.- Equivalente - gramo de una base
4.- Equivalente - gramo de una sal
Equivalente-gramo de cada sustancia
1.- Elemento Ca+2 Eq-g Ca+2 = 40 g / 2 = 20 g
2.- Ácido H2SO4 Eq-g H2SO4 = 98 g / 2 = 49 g
3.- Base NaOH Eq-g NaOH = 40g / 1 = 40 g
4.-Sal Al2(SO4)3 Eq-g Al2(SO4)3 = 342 g/ 6 = 57 g
En las sales multiplica el número de oxidación de cada elemento por la cantidad que hay en el
compuesto, en este caso el aluminio tiene un numero de oxidación de +3 y en cantidad en el
compuesto hay 2 al multiplicarlos nos da una carga de +6, al igual si multiplicas la cantidad de
sulfato por su número de oxidación que es -2 nos da -6 por lo tanto el compuesto esta neutro.
5.- Convertir 200g de NaOH a Eq-g.
Sesión
39
105
I.-Determina el equivalente –gramo para las siguientes sustancias químicas y realiza las
conversiones de unidades que se te indican.
1) Sr+2
2) O-2
3) HNO3
4) Al2 (SO4)3
5) K2SO4
6) Ca3 (PO4)2
7) NaOH
8) H2CO3
9) K+1
10) S-2
11) 70g de HNO3 a eq-g
12) 60 Na2S a eq-g
13) 2.55 eq-g H2CO3 a
gramos
14) 2.8 eq-g Ca3 (PO4)2 a
gramos
15) 1.5 TI (OH)3 eq-g a
gramos.
II.- Calcula la normalidad de las siguientes diluciones.
1.- ¿Cuál es la normalidad de una solución que contiene 250 g de CaCl2 en 1500 mL de
solución?
2.- hallar la normalidad de 2 L que contiene 400 g de NaOH.
3.- ¿Cuál es la N de una solución que contiene 250 g de CaCl2 en 1500 mL de solución?
4.- ¿Cuál es la concentración de cada una de las siguientes soluciones en términos de N:
a. HCl 6.00 M
b. BaCl2 0.75 M
c. H2S 0.20 M
III.- Determina el número de gramos y volumen de soluto que se requiere para preparar
las siguientes diluciones.
1.- ¿Cuántos gramos de NaCl hay en 250 ml de una solución 2,5 N?
2.- ¿Qué volumen de solución 0,75N podría prepararse con 500 g de Na2SO4?
3.- ¿Cuántos gramos de soluto habrá en 900 ml de disolución al 0.75 N de H3BO3
Ejercicio no.21
Haz equipo con dos compañeros y realicen los ejercicios siguientes en tu
cuaderno. Analícenlos con tu asesor al final de la clase.
Grupo
106
3.3.3. Actividad experimental
Sesión
40
Demuestra las características de la concentración de soluto de los sistemas dispersos en cálculos porcentuales y actividades experimentales aplicando los pasos del método científico
Aprendizajes a lograr
Haz equipo con dos compañeros y realicen la práctica que se encuentra
en el apartado de anexos, al final del módulo de aprendizaje. Entreguen el
correspondiente reporte a tu asesor.
Grupo
Ejercicio no. 22
Investiga las siguientes teorías: Arrhenius, Bronsted y Lowry. Complementa con los siguientes conceptos: electrolitos fuertes y débiles, soluciones ácidas, básicas y neutras, pH, soluciones tampón o amortiguadoras.
Tarea de investigación no. 3
107
3.4. Ácidos y Bases 3.4.1. Ácidos y bases fuertes y débiles
La fuerza de los ácidos y las bases está determinada por su disociación en agua, si se disocian
completamente, son fuertes. Cuando no lo hacen, su fuerza depende del valor de pKa o pKb de
acuerdo con la reacción.
Ácido: Sustancia que en disolución acuosa, libera iones hidrógeno
Base: Sustancia que en disolución acuosa libera iones hidroxilo
Los ácidos fuertes tienen prácticamente todas sus moléculas disociadas en disolución acuosa y los ácidos débiles solamente tienen disociada una fracción de sus moléculas. Es el caso del ácido clorhídrico:
HCl Cl- + H+
En la reacción se pone sólo una flecha hacia la derecha para indicar que el equilibrio está tan
desplazado a la derecha que prácticamente no existe la reacción inversa:
Cl- + H+ HCl
Por tanto, al no existir la reacción inversa, en la disolución sólo se encuentran iones. Otros
ácidos, como el cítrico o el acético, se disocian según la ecuación:
Estos ácidos no tienen sus moléculas del todo disociadas, por lo que en la disolución coexistirán las moléculas de ácido acético (CH3COOH), con los iones acetato (CH3COO-) y los protones (H+). Para escribir la reacción se utilizan dos flechas.
Los ácidos fuertes tienen prácticamente todas sus moléculas disociadas en disolución acuosa y
los ácidos débiles solamente tienen disociada una fracción de sus moléculas.
La fuerza de los ácidos varía con el grado de disociación de las moléculas al disolverse. Los ácidos que tienen un grado de disociación bajo reciben el nombre de ácidos débiles.
Una base es fuerte cuando sus moléculas se disocian en casi su totalidad y es débil cuando tiene gran parte de sus moléculas en disolución sin disociar. Son ejemplos de bases fuertes el
hidróxido de sodio y de potasio.
Sesión
41
Determina las características de los ácidos (iones hidronios) y bases (iones hidróxido) fuertes y débiles, en su vida diaria
Aprendizajes a lograr
108
En cambio, el hidróxido de amonio (NH4OH) es una base débil, por lo que la ecuación de
disociación se escribe con dos flechas:
Esta base no tiene sus moléculas del todo disociadas, por lo que en la disolución coexistirán las moléculas de hidróxido de amonio con las del ion amonio y el ion hidróxido.
La fuerza de las bases varía con el grado de disociación de las moléculas al disolverse. Las bases que tienen un grado de disociación bajo reciben el nombre de bases débiles.
Las bases fuertes son las que tienen prácticamente todas sus moléculas disociadas en disolución acuosa y las bases débiles son las que solamente tienen disociada una fracción de sus moléculas.
Nombre Fórmula Ácido débil Ácido fuerte
Ácido clorhídrico HCl
Ácido nítrico HNO3
Ácido cítrico C3H5(COOH)3
Ácido perclórico HClO4
Ácido láctico CH3CHOHCOOH
Ácido bórico H3BO3
Ácido carbónico H2CO3
Ácido yodhídrico HI
Ácido Bromhídrico HBr
Ácido fosforito H3PO4
Ácido acético. CH3COOH
Ácido sulfúrico H2SO4
Haz equipo con dos compañeros e identifica en la tabla siguiente según
tu investigación ácidos fuertes y débiles.
Grupo
Ejercicio no. 23
109
3.4.2. Actividad experimental
¡Hola! En esta sesión tienes que identificar las soluciones aplicando los nuevos conceptos, como son, ácido y base. Los ácidos y bases son dos tipos de sustancias que de una manera sencilla se pueden caracterizar por las propiedades que manifiestan.
Los ácidos:
Tienen un sabor ácido Dan un color característico a los indicadores Reaccionan con los metales liberando hidrógeno Reaccionan con las bases produciendo una reacción de neutralización
Las bases:
Tienen un sabor amargo Dan un color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos) Tienen un tacto jabonoso
Nombre Fórmula Acido débil Acido fuerte Producto
Hidróxido de sodio NaOH
Hidróxido de magnesio Mg(OH)2
Amoníaco acuoso NH3 (ac)
Hidróxido de potasio KOH
Hidróxido de calcio Ca(OH)2
Sesión
42
Haz equipo con dos compañeros e identifica en la tabla siguiente según
tu investigación bases fuertes y débiles y un producto de tu vida
cotidiana que contenga dichas bases.
Grupo
Ejercicio no.24
Determina las características de los ácidos (iones hidronios) y bases (iones hidróxido) fuertes y débiles, en tu vida diaria
Aprendizajes a lograr
110
En la tabla que sigue aparecen algunos ácidos y bases corrientes:
Ácidos y bases caseros
Ácido o base Donde se encuentra
ácido acético vinagre
ácido acetil salicílico aspirina
ácido ascórbico vitamina C
ácido cítrico zumo de cítricos
ácido clorhídrico sal fumante para limpieza, jugos gástricos
ácido sulfúrico baterías de coches
amoníaco (base) limpiadores caseros
hidróxido de magnesio (base) leche de magnesia (laxante y antiácido)
El ácido clorhídrico interviene en la digestión (los jugos gástricos). Cuando se produce en
exceso, sentimos “acidez de estómago” que se contrarresta tomando un “antiácido” como el
bicarbonato de sodio (una base).
Ejercicio 21
Ejercicio No. Ejercicio No. Ejercicio No. Haz equipo con dos compañeros y realicen la práctica localizada en el apartado de anexos, al final del módulo de aprendizaje. Entreguen el reporte a su asesor de lo que observaron.
Grupo
Ejercicio no.25
111
I.- Selecciona la respuesta correcta
1.- La destilación es un método físico que:
a) Separa una sustancia pura en sus elementos.
b) Separa una mezcla homogénea en sus
componentes
c) Hace que una mezcla heterogénea pase
hacer homogénea
d) Separa una mezcla no miscible
e) Separa mezclas sólidas
2.- Al destilar gasolina, se separa en sus
sustancias puras:
a) La gasolina es un compuesto
b) La gasolina es un elemento
c) La gasolina es una mezcla homogénea
d) La gasolina es una mezcla heterogénea
e) La gasolina es una sustancia coloidal
3.- Es la parte de la química que estudia las
relaciones de masa en las reacciones
a) Termodinámica
b) Cinética química
c) Estequiométrica
d) Equilibrio químico
e) Compuestos de carbono
4.- Ley que enuncia “Cuando dos o más
elementos se unen para formar un mismo
compuesto, en una relación ponderal constante”
a) Proust
b) Dalton
c) Lavoisier
d) Richter
e) Gay-Lussac
II.- Resuelve los siguientes problemas:
1.- Calcula la concentración porcentual de 6g de sal en 80 de agua. a) 6.98 %
b) 5.90 %
c) 4.89 %
d) 3.80 %
e) 3.76 %
2.- Calcula la concentración porcentual de 20 ml
de alcohol en 40 ml de agua.
a) 64.70 %
b) 25.80 %
c) 33.33 %
d) 33.80 %
e) 37.60%
3.- Calcula la cantidad de soluto y solvente que
hay en 56 g de disolución al 30 % m/m.
a) 42.70 % y 45.67 %
b) 4.89 % y 65.86 %
c) 16.80 % y 39.20 %
d) 3.76 % y 16.80 %
e) 39.20 % y 38.80 %
4.- Calcula la concentración porcentual de 60 g
de glucosa en 800 ml de disolución.
a) 2.75%
b) 3.65%
c) 8.76%
d) 7.5%
e) 7.89%
5.- Se tienen 400 ml de una disolución alcalina al
10% m/v. Calcula la cantidad de soluto.
a) 65 %
b) 40% c) 45% d) 21% e) 25%
Nombre ________________________________________________
Grupo ________________________ Turno __________________
Fecha _________________________________________________
Autoevaluación
112
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
Guía de observación para evaluar el desempeño del alumno en una sesión de clase o
actividad experimental.
Nombre de la materia: ___________________ Fecha de aplicación: _____________
Plantel: _______________________________ Docente: _______________________
Alumno: ______________________________ Sesión: ________________________
Este instrumento debe de ser utilizado por un compañero de clase.
Anota dentro de la tabla que se muestra a continuación el número que corresponda a la
percepción que tienes del desempeño de tu compañero, de acuerdo con los aspectos
señalados y considerando la escala siguiente:
(1) No aceptable (2) poco aceptable (3) Regular (4) Bien (5) Muy Bien
(AE) Alumno evaluador (D) Docente
Indicadores 1ª. Clase 2ª. Clase 3ª. Clase 4ª Clase
5ª. Clase
1.- Participa activamente AE D AE D AE D AE D AE D
2.- Transmite ideas claras
3.- Sus aportaciones son
acordes con el tema o
actividad realizada.
4.- Pone atención durante
la sesión
5.- Su actitud hacia el
proceso de aprendizaje es
entusiasta.
6.- Presenta una actitud
positiva ante actividades
realizadas en clase
7.- colabora durante las
actividades individuales,
por equipo, o de grupo.
8.- Se presenta
puntualmente
Semana del: _______al _______ de _________________________ del ______.
113
LISTA DE COTEJO PARA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL
Nombre de la materia: _____________________ Fecha de aplicación: ____________
Plantel: _________________________________ Docente: _____________________
Alumno: ________________________________ Sesión _______________________
Producto solicitado: Reporte de la práctica.
Ponderación propuesta.____.
Instrucciones:
Solicite al estudiante con base a los indicadores presentados en la lista, marque con una X el
registro de cumplimiento correspondiente, y que señale sus observaciones para
retroalimentación en el espacio correspondiente.
Núm. Indicador Si No Observaciones
1 El reporte se encuentra realizado en computadora
2 Con el tipo de formato solicitado (alineación, tipo de
fuerte, tamaño de fuente, interlineado, márgenes)
3 Cuida su redacción y ortografía.
4 Expresa el objetivo a lograr
5 Desarrolla de manera breve una introducción sobre
el tema a tratar.
6 Detalla los resultados obtenidos en el desarrollo de
sus actividades experimental.
7 Establece conclusiones en torno al objetivo
presentado
8 Responde el cuestionario de manera eficaz
9 Incluye bibliografía
Semana del: ______ al ______ de _________________________ del ______.
114
LISTA DE COTEJO PARA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Nombre de la materia: _____________________ Fecha de aplicación: ____________
Plantel: _________________________________ Docente: _____________________
Alumno: ________________________________ Sesión: _______________________
Producto solicitado: Resolución de problemas.
Ponderación propuesta.____.
Instrucciones:
Solicite al estudiante con base a los indicadores presentados en la lista, marque con una X el
registro de cumplimiento correspondiente, y que señale sus observaciones para
retroalimentación en el espacio correspondiente.
Núm. Indicador Si No Observaciones
1 Indica los datos y variables del problema
2 Verifica la correcta asignación de las unidades de
medición.
3 Establece correctamente la ecuación o fórmula a
emplear.
4 El procedimiento muestra una secuencia lógica de
solución.
5 Establece el resultado y la solución al problema
correctamente.
Semana del: _______ al _______ de ______________________ del ______.
115
LISTA DE COTEJO PARA INVESTIGACIÓN
Nombre de la materia: ____________________ Fecha de aplicación: _____________
Plantel: ________________________________ Docente: ______________________
Alumno: _______________________________ Sesión: ________________________
Producto solicitado: Reporte de investigación.
Ponderación propuesta.____.
Instrucciones:
Solicite al estudiante que con base a los indicadores presentados en la lista, marque con una X
el registro de cumplimiento correspondiente, y que señale sus observaciones para
retroalimentación en el espacio correspondiente.
Núm. Indicador Si No Observaciones
FORMA
1 Contiene los datos correctos de la portada
2 Utiliza las características de tipo y tamaño de fuente
(Arial, 12 Pts)
3 Cuida la ortografía y presentación del trabajo
4 Establece correctamente los datos de las fuentes
bibliográficas.
CONTENIDO
5 Contiene la información solicitada
6 Desarrolla brevemente una introducción sobre el
tema a tratar
7 Establece conclusiones en torno al objetivo
presentado.
8 Incluye bibliografía
Semana del: ____ al ____ de _____________________ del ______.
118
TEMARIO 4.1. La configuración electrónica del carbono y la geometría molecular del carbono 4.1.1. Identifica la configuración electrónica del carbono y la geometría molecular del carbono 4.1.2. Clasifica los tipos de cadena y fórmulas estructurales 4.1.3. Establece el fenómeno de isomería 4.2. Identifica las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los compuestos del carbono 4.2.1. Describe las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los alcanos 4.2.2. Describe las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los alquenos 4.2.3. Describe las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los alquinos 4.3. Integra las características que distinguen a los compuestos orgánicos por el grupo funcional
y sus usos de: alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, amidas y aminas
4.3.1. Grupos funcionales oxigenados: alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres 4.3.2. Grupos funcionales nitrogenados: amidas y aminas 4.3.3. Halogenuros de alquilo 4.4. Reflexiona la importancia de los compuestos derivados del carbono presentes en productos
empleados en la industria y su vida diaria como en el funcionamiento de los seres vivos 4.4.1. Beneficios de los compuestos del carbono 4.4.2. Problemas relacionados con los productos derivados del petróleo en la industria y seres vivos
COMPETENCIAS
Explica las propiedades y características de los grupos de
elementos, considerando su ubicación en la Tabla Periódica,
y promueve el manejo sustentable de los recursos minerales
del país
119
1.- ¿Cuál es el campo de estudio de la química orgánica? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Por qué esta parte de la química recibe esta denominación? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Cómo podrías diferenciar entre un compuesto orgánico y uno inorgánico? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- Menciona 10 características distintivas de los compuestos orgánicos. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Con que otro nombre se les conoce a los compuestos químicos orgánicos, los cuales están formados por carbono e hidrógeno? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- ¿Qué relación encuentras entre la química orgánica y el petróleo? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
Antes de iniciar el presente bloque, es conveniente que contestes la siguiente evaluación diagnóstica, que te servirá como indicador de tus conocimientos.
Evaluación diagnóstica
120
4.1. La configuración electrónica del carbono y la geometría molecular del carbono
4.1.1. Identifica la configuración electrónica del carbono y la geometría molecular del carbono
¡Bienvenidos! a este nuevo bloque, en el cual podremos analizar algunos de los materiales de uso común con los que estamos en contacto durante nuestras actividades diarias, se derivan de fuentes orgánicas, tales como la ropa de vestir, variedad de pinturas para diversos usos, medicamentos, combustibles poderosos, etc.,
La química del carbono o bien conocida como química orgánica no sólo es la química de los seres vivos, son también los compuestos derivados del petróleo, del carbón y los preparados sintéticamente en el laboratorio.
Formas alotrópicas del carbono Todos los materiales de carbón están compuestos de átomos de carbono. Sin embargo, dependiendo de la organización que presenten estos átomos de carbono, los materiales de carbón pueden ser muy diferentes unos de otros. Las estructuras a las que dan lugar las diversas combinaciones de átomos de carbono pueden llegar a ser muy numerosas. En consecuencia, existen una gran variedad materiales de carbón.
Sesión
43
Identifica por medio de la configuración electrónica del carbono su
geometría molecular.
Aprendizajes a lograr
121
Configuración electrónica del carbono
El átomo de carbono es el principal elemento que constituye a los compuestos orgánicos, se
localiza en el gripo IV-A, período 2 de la tabla periódica, su número atómico es 6, su masa
atómica es de 12 g/mol y su configuración electrónica basal es:
C6 Estado Basal
C6 Estado Excitado La existencia de 4 electrones en su última capa sugiere la posibilidad de ganar otros cuatro
electrones; lo que explica la mayoría de la formación de los compuestos orgánicos, donde el
carbono, (como se muestra en la imagen) es tetravalente; es decir tiene cuatro electrones de
valencia, que permite la formación de cuatro enlaces covalentes, ya sea consigo mismo o con
otros elementos para formar compuesto estable. Por ejemplo: En el estado excitado del átomo de carbono los orbitales son los que participan en la formación de enlaces, lo cual da como resultado que tres de ellos sean equivalentes y el cuarto distinto. Sin embargo los cuatro enlaces sencillos son iguales, en la que se obtendrán cuatro orbitales nuevos llamados “híbridos” debido a que tienen características de ambos orbitales s y p, para este caso son sp3 proceso o estado conocido como hibridación.
El carbono es el único elemento que presenta los tres tipos de hibridación conocidos: sp3,sp2, sp, originando así la simple, doble y triple covalencia que se explica a continuación: Hibridación sp3: Se forma por la combinación de un orbital s con tres orbitales p y tendrá una estructura tetraédrica. Hibridación sp2: Se forma por la combinación de un orbital s con un p y tendrá una geometría trigonal plana. Hibridación sp: Se forma por la combinación de un orbital s con un p y tendrá una geometría lineal.
122
Con el apoyo de tu asesor elabora la configuración electrónica de los
siguientes ejemplos, determine el tipo de hibridación y con ello realice
la representación de la geometría correspondiente.
.
Intercambia tus resultados con tu compañero de a lado para su
revisión mediante la guía de tu en una plenaria.
Individual Ejercicio no. 1
Geometría molecular La geometría molecular se refiere al ordenamiento tridimensional que presentan los átomos en una molécula. De igual manera, el estudio de la hibridación de los orbitales nos permite interpretar cómo una molécula en el espacio se encuentra orientada, que ángulo posee entre enlace y enlace, su polaridad y, por lo tanto, su comportamiento frene a otras sustancias.
COMPUESTO CONFIGURACIÓN HIBRIDACIÓN REPRESENTACIÓN GEOMÉTRICA
CH4
BF3
NO2
Tarea de investigación no. 1
Realiza una investigación documental donde identifiques compuestos
con los diferentes tipos de hibridación y elabora modelos tridimensionales
de los tipos de hibridación sp, sp2 y sp3 (con apoyo de esferas de unicel
y palillos). Para reafirmar los modelos realiza la configuración electrónica
de cada uno de los compuestos elegidos.
123
4.1.2. Clasifica los tipos de cadena e identifica las fórmulas estructurales ¿Sabías que la longitud de la cadena de carbono en un compuesto orgánico determina la mayoría de sus propiedades físicas? ¡Así es! Como el punto de ebullición, el punto de fusión y la solubilidad. Por ejemplo, Los gases y líquidos que tiene bajo punto de ebullición, son compuestos de cadenas cortas, los compuestos de cadenas medianas son líquidos, mientras que los sólidos tienen cadenas largas.
TIPO DE CADENA CARACTERÍSTICAS EJEMPLO
ACÍCLICO
Esqueleto de cadena abierta.
CÍCLICO
Esqueleto de cadena cerrada.
SATURADO Enlace simple ente átomos de carbono, son
hidrocarburos saturados o alcanos.
INSATURADO Doble o triple enlace entre átomos de
carbono. Son alquenos y alquinos.
HOMOCÍCLICO Esqueleto cerrado, formado sólo con
átomos de carbono.
HETEROCÍCLICO
Esqueleto cerrado, formado con algún
átomo diferente al carbono (por ejemplo
O,N,S,P, entre otros).
LINEAL Esqueleto sin arborescencias o
ramificaciones.
ARBORESCENTE Esqueleto con ramificaciones (radicales)
unidas a la cadena principal.
AROMÁTICO Esqueleto cíclico de seis carbonos unidos
con dobles y simples ligaduras alternadas,
también es llamado benceno.
ESQUELETO
Se le llama esqueleto a la secuencia de
átomos de carbono unidos entre sí,
únicamente
Sesión
44
Clasifica los tipos de cadena y fórmulas estructurales
Aprendizajes a lograr
124
Identifica en el siguiente cuadro los diferentes tipos de cadena, con apoyo
en los conceptos y ejemplos previos analizados en la página anterior.
Individual Ejercicio no. 2
Fórmulas estructurales
De acuerdo con la tetra valencia del átomo de carbono, los compuestos orgánicos se pueden
representar por medio de tres tipos de fórmulas:
Fórmula condensada: Indica sólo el número total de átomos de cada elemento del compuesto;
por ejemplo: C4H10
Fórmula semidesarrollada: Se indican sólo los enlaces entre los carbonos que constituyen el
compuesto; por ejemplo: CH3CH2CH2CH3
Fórmula desarrollada: En este tipo de fórmulas se indican los enlaces presentes en la
molécula orgánica.
TIPO CADENA REPRESENTACIÓN
Esqueleto
Cíclico
Insaturados
125
4.1.3. Establece el fenómeno de isomería
¡Hola! muchachos, en ésta ocasión revisaremos a todos aquellos
compuestos que tienen la misma fórmula condensada; es decir el mismo
número de átomos de cada tipo; la única diferencia es que tienen otro
acomodo o disposición de sus átomos en el espacio (Es decir otra fórmula
estructural) ¿Sabías que a este fenómeno se le conoce como isomería?
Para que puedas entender mejor el concepto anterior aquí te presento el ejemplo del pentano y
sus isómeros; analiza las estructuras y cuenta a detalle cada uno de los átomos de los
elementos que las conforman (C e H), te darás cuenta que todas ellas cumplen con la fórmula:
C5H12. Es decir todas ellas tienen en su estructura 5 carbonos y 12 hidrógenos, es decir son
“isómeros”.
Existen tres tipos de isomería, según las características de los compuestos:
1. Isómero de cadena: Se presentan principalmente en los alcanos donde las moléculas presentan el mismo número y clase de átomos, pero difieren en su distribución estructural.
2. Isómero de posición: Este tipo de isomería resulta cuando el grupo funcional o sustituyente, que está presente en la estructura, va variando de posición en la cadena de un compuesto.
3. Isómero de función: En este tipo de isomería las moléculas que tienen la misma fórmula condensada, pero los átomos que participan en la estructura están arreglados en distintas formas, de tal manera que presentan distintos grupos funcionales.
Sesión
45
Establece el fenómeno de isomería de la configuración electrónica del
carbono.
Aprendizajes a lograr
126
4.2. Las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los compuestos del carbono
4.2.1. Describe las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los alcanos
Alcanos
¡Hola! en esta ocasión estudiaremos a los alcanos, también llamados parafinas (del latin parum affinis, poca afinidad).
Los alcanos son hidrocarburos saturados de cadena abierta que tienen enlaces sencillos: Carbono-Carbono y Carbono-hidrógeno. Son llamados saturados por que todos los enlaces de los carbonos que forman la cadena están llenos con hidrógeno o carbono. Los miembros de ésta familia están representados por la fórmula general: CnH2n+2
Los cuatro primeros hidrocarburos de la serie son gases; los que tienen de 5 a 15 átomos de carbono son líquidos, y de los 16 en adelante son sólidos. Son insolubles en agua y en disolventes polares.
Nomenclatura
1.- Localiza la cadena continua más larga de átomos de carbono.
2.- Si hay dos cadenas de la misma longitud, se escoge la que tenga el mayor número de ramificaciones, radicales o sustituyentes.
3.- Se enumera la cadena principal comenzando por el extremo más próximo a la primera ramificación.
4.- Nombra las ramificaciones por orden alfabético, precedido del número que indica el átomo de carbono al que está unido.
5.- Si existen dos ramificaciones sobre el mismo carbono, se repite el número. Los números se separan del nombre mediante guiones.
6.- Si la misma ramificación aparece más de una vez en la cadena, se utilizan los prefijos di, tri, tetra, etc.
Observa en la siguiente página, la tabla de nomenclaturas.
Sesión
46
Describe las propiedades físicas, la nomenclatura de alcanos y el uso
de los compuestos del carbono.
Aprendizajes a lograr
127
Fórmula Nombre Radical Nombre
Metano
Metil-(o)
Etano
Etil-(o)
Propano
Propil-(o)
Butano
Butil-(o)
Pentano
Pentil-(o)
Hexano
Hexil-(o)
Heptano
Heptil-(o)
Octano
Octil-(o)
Nº de C Nombre Nº de C Nombre
9 nonano 30 triacontano
10 decano 31 hentriacontano
11 undecano 32 dotriacontano
12 dodecano 40 tetracontano
13 tridecano 41 hentetracontano
14 tetradecano 50 pentacontano
15 pentadecano 60 hexacontano
16 hexadecano 70 heptacontano
17 heptadecano 80 octacontano
18 octadecano 90 nonacontano
19 nonadecano 100 hectano
20 eicosano 200 dihectano
21 heneicosano 300 trihectano
22 docosano 579 nonaheptacontapentahectano
128
La nomenclatura de la IUPAC admite los nombres tradicionales de algunos radicales substituidos.
isopropilo (isómero do propilo) (1-metiletilo)
isobutilo (2-metilpropilo)
secbutilo (butilo secundario) (1-metilpropilo)
tercbutilo (butilo terciario) (1,1-dimetiletilo)
isopentilo (3-metilbutilo)
neopentilo (2,2-dimetilpropilo)
Sesión
47
129
Tarea no. 1
Realiza la tarea correspondiente a los alcanos, que se ubica al final
del presente bloque
ESTRUCTURA DEL ALCANO NOMBRE
Sesión
48
Ejercicio no. 3
En equipos de dos asigna el nombre correcto a los siguientes
compuestos, siguiendo las reglas de nomenclatura sugeridas
anteriormente
Grupo
130
Escribe la estructura correcta para los siguientes alcanos
Individual Ejercicio no. 4
ESTRUCTURA DEL ALCANO NOMBRE
Sesión
49
131
4.2.2. Describe las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los alquenos
Alquenos
¿Sabías que los alquenos son también llamados olefinas? Porque proviene del latín óleum que significa aceite, en esta sesión estudiaremos a los hidrocarburos insaturados cuyas moléculas contienen doble enlace carbono-
carbono (CC). Pueden ser de cadena abierta y en algunos casos de cadena cerrada; dichas cadenas se caracterizan por presentar en su estructura uno o varios dobles enlaces. Los alquenos cumplen con la fórmula general CnH2n (solo si en la estructura existe un solo enlace). Para indicar la presencia de
un doble enlace en una cadena carbonada se utiliza la terminación ENO, en caso de dos, tres o más dobles enlaces se utilizan los prefijos dieno, trieno, etc., para indicarlos.
1,3,5-hexatrieno
Usos: El etileno es el alqueno de mayor uso industrial que se utiliza entre otras cosas para obtener el plástico (polietileno), de gran uso en cañerías, envases, etc,. También se utiliza para la regulación de la maduración de los frutos, entre otras cosas.
Nomenclatura:
1.- Localiza la cadena continua más larga de átomos de carbono que contenga el doble enlace.
2.- Se enumeran los átomos de la cadena principal iniciando por el extremo más cercano al doble enlace.
3.- Se nombra la base de la estructura principal, cambiando la terminación ano por eno.
4.- Si en la molécula hay más de un doble enlace, se sustituyen por los sufijos – dieno (2 dobles enlaces) – trieno (tres dobles enlaces).
5.- Para la posición de dobles enlaces, se escribe el número del carbono en el cual inicia.
6.- Se nombran las ramificaciones, de la misma manera que en los alcanos.
1 2 3 4
2-Buteno
1 2 3 4
1-Buteno
1 2 3 4 5 6 3-Propil-1,4-hexadieno
Sesión
50
Describe las propiedades físicas, la nomenclatura de alquenos y el uso
de los compuestos del carbono
Aprendizajes a lograr
132
ESTRUCTURA DEL ALQUENO NOMBRE
Sesión
51
Ejercicio no. 5
En equipos de dos asigna el nombre correcto para los siguientes
Alquenos, siguiendo las reglas de nomenclatura marcadas anteriormente.
Grupo
133
Escribe la estructura correcta para los siguientes alquenos:
Individual Ejercicio no. 6
NOMBRE ESTRUCTURA DEL ALQUENO
Propeno
2-Buteno
1-Penteno
4-metil-2-penteno
4-etil-2,3-dimetil-1,3-pentadieno
1,3-pentadieno
4-etil-2-metil-1,4-hexadieno
2,4-heptadieno
2,3-hexadieno
Eteno
1,3,5-hexatrieno
1,3-butadieno
5-etil-2-metil-1,3-hexadieno
Realiza la tarea relacionada con alquenos, que se ubica al final del
presente bloque
Tarea no. 2
134
4.2.3. Describe las propiedades físicas, la nomenclatura y el uso de los alquinos
Alquinos
¡Hola de nuevo! Ésta vez analizaremos otra clasificación de los compuestos orgánicos, y les estoy hablando en específico de los alquinos, los cuales son hidrocarburos cuyas moléculas contienen al menos un triple enlace carbono-
carbono (CC), característica que es distintiva de su estructura. Los alquinos no cíclicos tienen fórmula molecular CnH2n-2 (Se cumple la regla sólo si en la estructura existe un solo triple enlace). Tienen una proporción de hidrógeno menor que los alquenos, por esto presentan un grado mayor de instauración.
Usos: Uno de los alquinos más utilizados es el acetileno, gas incoloro e inodoro en su estado puro, mientras que en su forma comercial tiene un olor característico a ajo. Es un gas altamente flamable, no es tóxico y puede causar analgencia (ausencia de dolor). Se utiliza en combinación con el oxigeno para tratamiento de calor, enderezado, temple y limpieza por llama, revestimiento de piezas metálicas, análisis químico, soldadura y cortes de metales.
Nomenclatura:
1.- Localiza la cadena continua más larga de átomos de carbono que contenga el triple enlace.
2.- Se enumeran los átomos de la cadena principal iniciando por el extremo más cercano al triple enlace.
3.- Se nombra la base de la estructura principal, cambiando la terminación ano por ino.
4.- Si en la molécula hay más de un triple enlace, se sustituyen por los sufijos –diino (2 dobles enlaces) –triino (tres dobles enlaces).
5.- Para la posición de los triples enlaces, se escribe el número del carbono en el cual inicia.
6.- Se nombren las ramificaciones, de la misma manera que en los alcanos.
4 3 2 1
1-Butino
1 2 3 4 5
2-Pentino
Sesión
52
Al término de la sesión el estudiante describe las propiedades físicas, la
nomenclatura de alquinos y el uso de los compuestos del carbono
Aprendizajes a lograr
135
Asigna el nombre correcto a los siguientes Alquinos, siguiendo las reglas
de nomenclatura
Individual Ejercicio no. 7
ESTRUCTURA DEL ALQUINO NOMBRE
Sesión
53
136
NOMBRE ESTRUCTURA DEL ALQUINO
2-Hexino
1,3-heptadiino
3-metil-1,4-pentadiino
1,4-hexadiino
4-etil-2-pentino
1,3-butadiino
3-octino
Etino
Ejercicio no. 8
En equipos de dos personas escribe la estructura correcta para los
siguientes Alquinos
Grupo
137
4.3. Integra las características que distinguen a los compuestos
orgánicos por el grupo funcional y sus usos de: alcoholes, éteres,
aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, amidas y aminas
4.3.1. Grupos funcionales oxigenados: alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos
carboxílicos y ésteres
Grupos funcionales
¡Hola! jóvenes, en ésta ocasión hablaremos y analizaremos los grupos
funcionales; se llama función química a cada grupo de compuestos con
propiedades y comportamientos químicos característicos. Cada función se
caracteriza por poseer un agregado, de uno o varios átomos, al que se
denomina grupo funcional. Para te sea más fácil la nomenclatura de
funciones orgánicas debes reconocer en una estructura carbonada el grupo
funcional y así podrás relacionar con la regla para nombrar el compuesto.
Grupos funcionales oxigenados. Presencia de uniones C-O
Grupo funcional Tipo de compuesto Fórmula Estructura Sufijo Ejemplo
Grupo hidroxilo Alcohol R-OH -ol
Grupo alcoxi Éter R-O-R'
R-il R'-il éter
Grupo carbonilo
Aldehído R-C(=O)H
-al
Cetona R-C(=O)-R'
-ona
Grupo carboxilo Ácido carboxílico R-COOH
Ácido -ico
Grupo acilo Éster R-COO-R'
R-ato de R'-ilo
Sesión
54
Integra las características que distinguen a los compuestos orgánicos
por su grupo funcional y sus usos
Aprendizajes a lograr
138
Grupos funcionales nitrogenados. Presencia de uniones C-N
Grupo funcional Tipo de compuesto Fórmula Estructura Sufijo Ejemplo
Grupo amino Amina R-NR2
amina
Grupo amino Amida R-CONH2
amida CH3CONH2
Grupo funcional Tipo de compuesto Fórmula del
compuesto Ejemplo
Grupo haluro Haluro R-X
139
¿SABÍAS QUE…?
El alcohol metílico o bien metanol es venenoso; si se ingiere, se respiran
sus vapores o se expone a la piel a su contacto por un periodo
prolongado, puede producir ceguera y aun la muerte, por lo que es
necesario ser muy cuidadoso para no confundirlo con el alcohol etílico.
Alcoholes
Los alcoholes son compuestos orgánicos, en los cuales un grupo hidroxilo (–OH) está unido al
hidrocarburo. Son representados por la fórmula general (R-OH).
Los alcoholes se clasifican en primarios, secundarios y terciarios, según la función –OH este
unida al carbono primario, secundario o terciario.
Nomenclatura:
1.- Se elige la cadena más larga de átomos de carbono que contenga el grupo –OH.
2.- Se inicia la numeración de la cadena por el extremo más cercano al –OH
3.- Se cambia la terminación ano del hidrocarburo por la terminación “ol”
Etanol
EJEMPLO
Metanol
2-butanol
Integra las características que distinguen a los alcoholes
Aprendizajes a lograr
140
¿SABÍAS QUE…?
El término alcohol proviene de la palabra árabe al-kuhl o kohl, un polvo
fino de antimonio que se utiliza para el maquillaje de ojos. En un
principio el término alcohol se empleaba para referirse a cualquier tipo
de polvo fino, aun que más tarde los alquimistas de Europa medieval lo
utilizaron para las esencias obtenidas por destilación, estableciendo así
su acepción actual.
Asigna el nombre a los siguientes Alcoholes, siguiendo las reglas de
nomenclatura, según corresponda.
Individual Ejercicio no. 9
ESTRUCTURA DEL ALCOHOL NOMBRE
141
NOMBRE ESTRUCTURA DEL ALCOHOL
1,2,3-butanotriol
1-pentanol
4-metil-1,3-pentanodiol
2,3-butanodiol
2-metil-1,4-pentanodiol
2,2,3-pentanotriol
2,4-dimetil-1,3-hexanodiol
6-etil-5metil-1,2,3-heptanol
4-metil-3-pentanol
2-metil-2-butanol
3-metil-1-pentanol
2-metil-2-propanol
Sesión
55
Grupo
En equipos de dos personas escribe la estructura correcta para los
siguientes Alcoholes
Ejercicio no. 10
142
¿SABÍAS QUE…?
El éter etílico, conocido comúnmente como éter, es
un gas incoloro que hierve a los 34.5°C, el cual se
emplea como refrigerante y también como
anestésico en medicina; también se utiliza en la
industria como disolvente de grasas, aceites,
resinas, etc.
Éteres
Son compuestos orgánicos representados por el grupo R-O-R´, los grupos
R´ pueden ser iguales o diferentes.
Nomenclatura
1.- Generalmente, se indican los grupos alquilo unidos al oxígeno seguido de la palabra éter, o
bien se menciona la palabra éter y después los nombres de los grupos alquilo con la
terminación “ICO”
2.- Cuando los grupos o sustituyentes unidos al oxígeno son iguales, se antepone el prefijo di y
el nombre del sustituyente y la palabra éter.
Dietil éter o bien éter dietílico.
Etil-metil éter
Dimetil éter o bien éter dimetilico
EJEMPLO
Sesión
56
Integra las características que distinguen a los Éteres.
Aprendizajes a lograr
143
¿SABÍAS QUE…?
El éter metílico es gaseoso y los demás líquidos, si tiene gran peso
molecular, éstos son sólidos. Generalmente tienen olor agradable,
son menos densos que el agua y poco solubles en ella, presentan
punto de ebullición bajo. Los éteres son buenos disolventes de la
mayoría de los compuestos orgánicos.
Asigna el nombre a los siguientes Éteres, siguiendo las reglas de
nomenclatura, según corresponda.
Individual Ejercicio no.11
ESTRUCTURA DEL ETER NOMBRE
144
Aldehídos
Cuando los alcoholes primarios se oxidan se transforman en aldehídos. La fórmula general de
un aldehído es R-CHO. La existencia del grupo carbonilo (CC) en los aldehídos implica una
serie de propiedades comunes con las cetonas, que dependen de la reactividad del doble
enlace de dicho grupo.
Nomenclatura
1.- Se selecciona la cadena más larga del grupo –CHO. Ésta será la estructura base.
2.- Se nombra al compuesto sustituyendo la letra “o” terminal del hidrocarburo por el sufijo “al”
3.- El átomo de carbono del grupo funcional se le asigna en número 1 en la numeración, las
ramificaciones existentes en la cadena se nombran de forma habitual.
Butanal Etanal
Cetonas
1.- Se selecciona la cadena más larga del grupo (CO). Esta será la estructura base.
2.- Se nombra al compuesto sustituyendo la letra “o” terminal del hidrocarburo por “ona”
3.- Se enumera la cadena hidrocarbonada empezando por el extremo más cercano al grupo
funcional y las ramificaciones existentes en la cadena se nombran de forma habitual.
2-Pentanona Propanona
EJEMPLO
EJEMPLO
Sesión
57
Integra las características que distinguen a los Aldehídos y Cetonas
Aprendizajes a lograr
145
ESTRUCTURA DEL ALDEHÍDO NOMBRE
3-metilbutanal
3-metilhexanal
4-etil-4-metilpentanal
3-etil-2-metilpentanal
2-etil-3,5-dimetilhexanal
4,4-dimetiloctanal
2-etil-2-metilpropanal
Ejercicio no. 12
En equipos de dos personas completen el siguiente cuadro de aldehídos,
escribiendo el nombre o su estructura según corresponda.
Grupo
146
Siguiendo las reglas de nomenclatura, escribe el nombre o la estructura
según corresponda.
Individual Ejercicio no. 13
Cetonas Nombre o estructura
4,4,5-trimetil-3-hexanona
3,5-dimetil-2-hexanona
5-etil-5-metil-3-hexanona
3-metil-2-hexanona
4-metil-2-pentanona
147
Ácidos carboxílicos
Se definen como compuestos orgánicos que contienen uno o más grupos carboxílicos
(COOH). Gran parte de los compuestos se obtienen de diversas fuentes naturales, por
ejemplo: el ácido fórmico (del latín formica, que significa hormiga) asilado de las hormigas, el
ácido acético (del latín acétum, que significa vinagre), el ácido butírico (del latín butyrum, que
significa mantequilla).
Nomenclatura:
1.- Se enumera lacadena más larga de átomos de carbono donde el carbono del grupo carboxi
(-COOH) siempre será el número 1.
2.- Las ramificaciones se enumeran y nombran de forma usual
3.- Para nombrar estos ácidos se reemplaza la “o” final del alcano por la terminación “oico” el
nombre resultante va siempre precedido de la palabra ácido.
EJEMPLO
Sesión
58
Integra las características que distinguen a los Ácidos Carboxílicos
Aprendizajes a lograr
148
¿SABÍAS QUE…?
Muchos de los ácidos carboxílicos tienen nombres comunes que tienen relación con su fuente de origen, por ejemplo: H-COOH fórmico (Ac. Metanóico) CH3-(CH2)6-COOH caprílico (Ac. Octanóico)
CH3-COOH acético (Ac. Etanoico) CH3-(CH2)8-COOH cáprico (Ac. decanóico) CH3-(CH2)2-COOH butírico (Ac. Butanóico) CH3-(CH2)10-COOH láurico (Ac. Dodecanóico)
CH3-(CH2)3-COOH valérico (Ac. Pentanóico) CH3-(CH2)12-COOH mirístico (Ac. Tetradecanóico)
CH3-(CH2)4-COOH caproico (Ac. Hexanóico) CH3-(CH2)14-COOH palmítico (Ac. Hexadecanóico)
CH3-(CH2)16-COOH esteárico (Ac. Octadecaníco)
ESTRUCTURA DEL ÁCIDO NOMBRE
CH3CH2COOH
CH3-(CH2)4-COOH
CH3-(CH2)6-COOH
Ácido 2-etilbutanoico
Ácido 2-etil-3-metilbutanoico
Ácido 3-etil-3-metilpentanoico
Ácido hexanoico
Ácido 4,4-dimetilpentanoico
Ácido 2-etil-3-metiloctanoico
Ácido metanóico
Grupo Ejercicio no. 14
En equipos de dos personas completa el siguiente cuadro de ácidos
carboxílicos, escribiendo el nombre o la estructura, según corresponda.
149
Ésteres
El grupo funcional de los ésteres es –COO se forma de la reacción de los ácidos carboxílicos
con los alcoholes.
Nomenclatura
1. Se cuenta el número de carbonos de la cadena más larga que proviene del ácido carboxílico.
2.- Para nombrarlos se cambia la terminación “ico” del nombre del ácido por el sufijo “ato”.
3.- Al final se escribe el nombre del radical alquilo proveniente del alcohol con la terminación
“ilo”
EJEMPLO
Metanoato de metilo
Sesión
59
Integra las características que distinguen a los ésteres
Aprendizajes a lograr
150
Completa el siguiente cuadro de ésteres, siguiendo las reglas de
nomenclatura, escribiendo el nombre o la estructura según corresponda
Individual Ejercicio no. 15
ESTRUCTURA DEL ÉSTER NOMBRE
Propanoato de etilo
Propanoato de etilo
Butanoato de metilo
Propanoato de isopropilo
Pentanoato de etilo
Butanoato de butilo
151
Aminas
Las aminas se consideran como derivados del amoniaco y resultan de la sustitución de los
hidrógenos de la molécula por radicales alquilo. Según se sustituyan uno, dos, tres o más
hidrógenos las aminas pueden ser primarias, secundarias o terciarias.
Nomenclatura
1. Se nombran los grupos alquilo unidos al nitrógeno, seguido de la palabra amina.
2. Si existen dos o más grupos alquilo iguales, se utilizan los prefijos di, o tri.
3. Para dar nombre de las aminas secundarias o terciarias se escoge el grupo alquilo con mayor
número de átomos de carbono. Los grupos alquilo que se indiquen como sustituyentes, se
distinguen anteponiendo la letra N- al nombre del grupo.
Metil amina N-etil-N-metil-propilamina
Trimetilamina
1° 2° 3°
EJEMPLO
Sesión
60
Integra las características que distinguen a las aminas
Aprendizajes a lograr
152
Completa el siguiente cuadro de aminas, siguiendo las reglas de
nomenclatura, escribiendo el nombre o la estructura según corresponda
Individual Ejercicio no. 16
ESTRUCTURA DE LA AMINAS NOMBRE
N,N-Dimetil amina
N-metil-etilamina
Etilamina
Trietilamina
153
¿SABÍAS QUE…?
Las aminas y amidas son moléculas biológicas importantes porque forman parte de las proteínas.
Cuando un organismo muere, sus proteínas se descomponen formando muchos compuestos diferentes
que contienen el grupo funcional amino. Como dos de éstos componentes reciben el nombre de
putrescina y cadaverina, ¿qué tipo de olor crees que tienen? Estos compuestos tienen un olor
característico desagradable que pueden usar algunos perros entrenados para localizar restos humanos
y ayudar a las investigaciones forenses. La cadaverina también contribuye al mal olor del aliento.
Amidas
Son compuestos orgánicos derivados de los ácidos carboxílicos (R-COOH), los cuales se
obtienen al sustituir el grupo OH por un grupo NH2 y presentan la formula general de R-CONH2
Nomenclatura
Las amidas se nombran, cambiando la terminación “o” del hidrocarburo base por amida. El
carbono del grupo amida se considera parte del hidrocarburo base.
N-metil-etanamida Etanamida
EJEMPLO
Sesión
61
Integra las características que distinguen a las amidas
Aprendizajes a lograr
154
ESTRUCUTRA DE LA AMIDA NOMBRE
Propanamida
N,N-dimetilhexanamida
N-etil-N-propilheptanamida
butanamida
Pentanamida
N-meti
Grupo
En equipos de dos personas completa el siguiente cuadro de amidas,
escribiendo el nombre o la estructura, según corresponda
Ejercicio no. 17
155
4.3.3. Halogenuros de alquilo
Halogenuros de alquilo
Cuando uno o más átomos de halógenos sustituyen a uno o más átomos de hidrógeno de un
hidrocarburo, se obtiene un derivado mono o polihalogenado, conocido como halogenuro de
alquilo. La formula general es R-X, donde R es cualquier radical alquilo y X un halógeno.
Nomenclatura
Estos compuestos se nombran colocando el nombre del halógeno junto al del hidrocarburo
correspondiente, la posición del halógeno en la cadena se indica mediante un número cuando
sea necesario.
1-Cloro propano
Bromo pentano
Sesión
62
EJEMPLO
Cl
2-cloropropano
Integra las características que distinguen a los halogenuros de alquilo
Aprendizajes a lograr
156
Completa el siguiente cuadro de halogenuros de alquilo, siguiendo
las reglas de nomenclatura, escribiendo la estructura
correspondiente
Individual Ejercicio no.18
NOMBRE ESTRUCTURA DEL HALOGENURO DE
ALQUILO
Clorometano
Bromoetano
2,2-dimetil-1-cloropropano
1-clorobutano
2,3-dibromobutano
2,2,3,-triacloropentano
2,2,4-trimetil-3-bromopentano
2-bromopropano
157
4.4. Reflexiona la importancia de los compuestos derivados del
carbono presente en productos empleados en la industria y su
vida diaria como el funcionamiento de los seres vivos
4.4.1. Beneficios de los compuestos del carbono
Hasta hoy hemos analizado las estructuras y hemos aprendido como se nombran los
compuestos orgánicos principales. La mayoría de los hidrocarburos provienen de combustibles
fósiles, en particular del petróleo, pero también del gas natural y de la hulla (carbón mineral).
Otras fuentes importantes incluyen la madera y los productos de fermentación de los materiales
de las plantas.
El gas natural contiene grandes cantidades de metano, junto con menores
cantidades de alcanos de cinco átomos de carbono de longitud. El gas
natural fluye fácilmente a través de las tuberías y se usa principalmente
como combustible, pero también como materia prima para la fabricación de
compuestos orgánicos pequeños.
El petróleo es una mezcla compleja formada principalmente por alcanos y
alcanos cíclicos. Entre los productos que obtenemos del petróleo están la
gasolina, combustibles para aviones, queroseno, diesel, aceite
combustible, asfalto y aceites lubricantes. Para poder usar estos productos
orgánicos, se tienen que separar unos de otros.
La hulla es el combustible fósil de mayor abundancia en Estados
Unidos. La manera más económica para obtener la hulla que no está
enterrada muy profundamente es mediante excavaciones mineras en
áreas de terreno en las que se elimina toda la vegetación. Esto causa
problemas ambientales por el lavado del suelo, que queda expuesto
una vez que se ha eliminado la hulla. Las leyes actuales de Estados
Unidos exigen la restauración de la mayoría de las áreas excavadas.
Sesión
63
Reconoce la utilidad de los compuestos derivados del carbono y los
usos en la industria su aplicación en la vida diaria, así como su impacto
en el medio ambiente
Aprendizajes a lograr
158
4.4.2. Problemas relacionados con los productos derivados del petróleo en la industria y
seres vivos
Cuando las fábricas queman combustibles fósiles, emiten a la atmósfera un gas llamado dióxido de carbono, que atrapa el calor solar. Este fenómeno recibe el nombre de efecto invernadero. El incremento de dióxido de carbono en la atmósfera, provoca un calentamiento global, que tiene graves consecuencias para nuestro planeta.
También los vehículos emiten gases contaminantes que afectan de forma adversa a la salud del ser humano, los animales y las plantas y a la composición química de la atmósfera. Las emisiones de dióxido de carbono e hidrocarburos, dos de los principales contaminantes liberados por los automóviles, contribuyen al incremento del efecto invernadero y, por tanto, al calentamiento global de nuestro planeta. La presencia de niveles elevados de estos productos hace que la radiación reflejada quede atrapada en la atmósfera, haciendo subir lentamente la temperatura media de la Tierra.
159
La contaminación provocada por la quema de combustibles fósiles está dañando nuestro medio ambiente. Las emisiones de los coches, las casas o las industrias son ricas en un gas llamado dióxido de carbono. Este gas llega a la atmósfera y refleja, de vuelta a la superficie terrestre, la energía solar. Este proceso recibe el nombre de efecto invernadero y provoca un incremento de la temperatura en nuestro planeta.
161
NOMBRE DEL ALCANO ESTRUCTURA DEL ALCANO
3,4,5,6-tetrametilnonano
2,3-metil-butano
2-etil-pentano
4-etil-2,2,4-trimetilhexano
2,2,4-trimetilpentano
2-etil-2,7,7-trimetiloctano
Heptano
3-etilpentano
4-etil-2,3-dimetilhexano
4-etil-3-metil-4-propiloctano
Nombre: _________________________________________________
Grupo: ____________________ Turno: ______________________
Fecha: __________________________________________________
Tarea 1
Elabora un ensayo donde plasme la importancia y los riesgos
de los compuestos del carbono en la vida diaria, y plásmalo
en el recortable de la página x
163
ESTRUCTURA DEL ALCANO NOMBRE
Nombre: _________________________________________________
Grupo: ____________________ Turno: ______________________
Fecha: __________________________________________________
Tarea 2
165
1. La siguiente imagen representa la _____________ del átomo de carbono. a. Geometría esférica b. Geometría hidráulica c. Geometría molecular d. Geometría estática e. Geometría múltiple
2. Es la configuración electrónica del átomo de carbono. a. 1s2, 2s2, 2p1
x, 2p1y, 2pz
b. 1s2, 3s2, 2p2x, 2p3
y, 2pz c. 1s2, 2s2, 3p1
x, 4p2y, 5pz
d. 1s2, 2s2, 2p2x, 3p1
y, 2pz e. 1s2, 2s2, 3p1
x, 3p2y, 3pz
3. La serie _____ agrupa los compuestos con estructuras de cadena cerrada. a. Elíptica b. Parabólica c. Hiperbólica d. Acíclica e. Cíclica
4. La serie ___ agrupa a los compuestos con estructuras moleculares de cadena abierta. a. Acíclica b. Cíclica c. Elíptica d. Parabólica e. Hiperbólica
5. Cadena donde el anillo de carbono tiene átomos de N, S, O a. Homocíclica b. Heterociclica c. Policíclica d. Monocíclica
e. Acíclica
6. Fórmula para obtener el peso molecular y el número de átomos. a. Desarrollada b. Semidesarrollada c. Condensada d. Extensa e. Lineal
7. Son isómeros con moléculas con el mismo número y clase de átomos, pero difieren en su distribución estructural. a. Isómero de función b. Isómero de cadena c. Isómero de posición d. Isómero de transición e. Isómero de convección
8. Otro nombre de los alcanos y tienen poca afinidad a. Parabenos b. Parafinas c. Olefinas d. Etilenos e. Acetilenos
9. Señale el nombre correcto para el siguiente compuesto: a. Octano b. Hexano c. Heptano d. Nonano e. Pentano
Nombre: ________________________________________________
Grupo: ________________________ Turno: __________________
Fecha: _________________________________________________
Autoevaluación
166
10. Señala el nombre correcto para el siguiente compuesto. a. 1-buteno b. 3-buteno c. Buteno d. 2-buteno e. 4-buteno 11. Hidrocarburos de cadena abierta que
tienen uno o más triples enlaces, CC.
a. Alcanos b. Alquenos c. Alquinos d. Ciclo alcanos e. Ciclo alquenos 12. Nombre el siguiente compuesto: a. Propanol b. 2-propanol c. 1-butanol d. Propanal e. 3-propanol 13. Nombre el siguiente compuesto: a. Etilisopropil eter b. Etilmetil eter c. Metilpropil eter d. Etilpropil eter e. Dimetileter 14. Nombre el siguiente compuesto: a. Propanona b. Propanal c. Etanona d. Etanal e. Butanal
15. Señale el nombre correcto para el siguiente compuesto: a. Acido etanal b. Acido propanal c. Acido etanoico d. Acido propanóico e. Ácido metanoico
16. Nombre del siguiente compuesto:
a. Metanoato de etilo b. Etanoato de metilo c. Propanoato d. Metanoato de metilo e. Etanoato de magnesio
17. Son compuestos orgánicos cuyas moléculas contienen un grupo (-R-NH2) a. Alcoholes b. Esteres c. Aminas d. Halogenuros e. Amidas
18. Nombre el siguiente compuesto: a. Amida b. Etanamida c. Metilamida d. Propilamida e. Butilamida
19. Señale el nombre correcto del siguiente
compuesto:
a. 1-clorobutano b. 4-cloro butano c. 1-cloropropano d. 4-cloro propano e. Clorobutano 20. Son hidrocarburos de cadena abierta
que se caracterizan por tener uno o más
dobles enlaces, C=C.
a. Alcanos b. Alquenos c. Alquinos d. Ciclo alcanos e. Ciclo alquinos
167
INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN
QUÍMICA II
Docente: Sesión:
Estudiantes: Tema:
Grado y grupo: Fecha:
Para la elaboración de: Ejercicios de nomenclatura de química orgánica
1 La portada contiene los datos de
identificación de la tarea (1 punto)
2 Muestra coherencia en la distribución
de la información (1 punto)
3 Respeto las reglas IUPAC para
nomenclatura (1 punto)
4 Contiene los nombres o estructuras
completos (1 punto)
5 Muestra los nombres y estructuras
correctamente (1 punto)
6 Presento con limpieza y claridad su
trabajo (1 punto)
7 El trabajo fue presentado en tiempo y
forma (1 punto)
Puntaje total:
Equipo que revisó Vo. Bo. del facilitador
_________________________ __________________________
170
TEMARIO
5.1. Las macromoléculas, polímeros, monómeros y macromoléculas naturales
5.1.1. Define los conceptos de macromoléculas, polímeros y monómeros
5.1.2. Explica con sus propias palabras la clasificación, función, estructura y propiedades de las macromoléculas naturales: carbohidratos, lípidos y proteínas.
5.1.3. Explica con sus propias palabras la formación de los enlaces glucosídico, peptídico y éster
5.2. Los procesos de fabricación de los polímeros sintéticos
5.2.1. Distingue el proceso de fabricación de los polímeros sintéticos de adición
5.2.2. Distingue el proceso de fabricación de los polímeros sintéticos de condensación
5.2.3. Discute la importancia del uso de los compuestos poliméricos en su forma de vida
COMPETENCIAS
Reconoce la importancia de las macromoléculas naturales (carbohidratos, lípidos y proteínas) en los seres vivos, así como la existencia, uso e impacto ambiental de las macromoléculas sintéticas, con una actitud responsable y cooperativa en su manejo
171
1. Escribe dentro del paréntesis la letra que corresponda a cada enunciado. a) Son moléculas constituidas por carbono, hidrógeno y oxígeno b) Se utilizan para la fabricación de diversos artículos como los juguetes c) Las grasas o aceites son mezclas: d) Es un polímero utilizado para el recubrimiento de metales, resistente al calor
( ) Polietileno ( ) Teflón ( ) Carbohidratos ( ) Ésteres de ácidos grasos
2. Lee las siguientes preguntas y contesta correctamente. 1.- Explica con tus propias palabras que entiendes por macromoléculas: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Qué función tienen en nuestro organismo los carbohidratos? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Cuántos tipos de macromoléculas conoces? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- ¿Qué significa la palabra polímero? ____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
5.- ¿Crees que en el futuro podrán ser sustituidos los plásticos por un nuevo material?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
6.- ¿Qué nos pasaría si no consumiéramos lípidos? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.- ¿Por qué para el hombre es importante conocer la estructura de las proteínas? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Evaluación diagnóstica
Antes de iniciar con el siguiente bloque contesta la siguiente
evaluación diagnóstica, con el fin de recordar algunos conceptos
básicos de química, los cuales te serán de utilidad para la
comprensión de los temas.
172
5.1. Las macromoléculas, polímeros, monómeros y macromoléculas naturales 5.1.1. Define los conceptos de macromoléculas, polímeros y monómeros
¡Hola! Bienvenido, el día de hoy veremos lo que son los monómeros, polímeros y macromoléculas, ¿sabías que los lípidos, carbohidratos y proteínas se conocen también como macromoléculas naturales?
Las macromoléculas llamadas así por su gran tamaño y peso son sustancias químicas de las cuales se conocen dos tipos: las naturales y las sintéticas. Dentro de las naturales encontramos los carbohidratos, los lípidos
y las proteínas, las cuales forman parte de los seres vivos. En el caso de las macromoléculas sintéticas que son los polímeros de adición y de condensación; nos permiten la obtención de sustancias como el polietileno, hule, caucho, poliuretano y muchos otros más que la sociedad moderna demanda.
Conceptos
Básicos Definición Importancia
Macromolécula
Polímero
Monómero
Aprendizaje a lograr
Define:
Macromoléculas
Polímeros
Monómeros
Sesión
64
Con la bibliografía que tengas a tu alcance, investiga las definiciones de
macromolécula, polímero y monómero, así como la importancia de cada
uno y llena el siguiente cuadro.
Individual Ejercicio no. 1
173
Macromolécula:__________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Polímero:_______________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Monómero:______________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5.1.2. Explica con sus propias palabras la clasificación, función, estructura y propiedades de las macromoléculas naturales: carbohidratos, lípidos y proteínas.
Bienvenidos, hoy iniciaremos con las macromoléculas naturales, para esta
sesión son los carbohidratos, que son los que proporcionan energía a tu
organismo.
Los carbohidratos son biomoléculas constituidas por carbono, hidrógeno y
oxígeno. Son los compuestos conocidos como azúcares o glúcidos, se
pueden encontrar casi de manera exclusiva en alimentos de origen vegetal.
Constituyen uno de los tres principales grupos químicos que forman la materia orgánica, junto
con las grasas y las proteínas. Casi todos los alimentos, con excepción de las carnes y las
grasas puras, tienen carbohidratos. Por lo general los alimentos más ricos en carbohidratos
provienen de granos tales como el trigo, el maíz, la cebada y otros.
Sesión
65
Grupo
En equipos de tres integrantes comenten sobre los conceptos e
importancia de macromolécula, polímero y monómero, comparen
respuestas y construyan una sola definición de cada término.
Ejercicio no. 2
Aprendizaje a lograr
Explica la clasificación, función, estructura y propiedades de los
carbohidratos, lípidos y proteínas.
174
Disacárido
Polisacáridos
Son los azúcares más simples, sencillos y solubles en agua
Son azúcares de alto peso molecular que contienen un gran número de unidades de monosacáridos.
Inulina Oligofructosa Galactooligosacarido
Principales fuentes de obtención:
Con la bibliografía a tu alcance, realiza una investigación de la clasificación de
los carbohidratos y completa el siguiente cuadro sinóptico. Esta actividad será
revisada por tus compañeros de grupo utilizando la guía de observación que se
encuentra al final del bloque
Individual Ejercicio no. 3
175
Hola, hablaremos de las macromoléculas naturales, que forman
parte de los procesos vitales del ser humano. La estructura de
cada una de ellas permite que cumplan una función que las
diferencia de las otras. Se habla de tres grandes tipos:
carbohidratos, lípidos y proteínas. Estas sustancias pueden ser encontradas
en los alimentos que el ser humano consume diariamente y mediante
procesos metabólicos, en el interior del organismo, pueden ser descompuestas en moléculas
más sencillas, con el objetivo de brindar la energía necesaria al cuerpo.
Los carbohidratos son compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, son la fuente más importante de energía en los organismos, constituyen una importante reserva alimentaría en los órganos de almacenamiento de las plantas , así como en el hígado y los músculos de los animales; conforman la estructura esquelética de plantas, insectos y crustáceos, y la estructura exterior de los microrganismos.
Los carbohidratos se encuentran muy difundidos en la naturaleza; en los vegetales y en los animales, estos forman parte de sus tejidos, son fuentes de energía y precursores de otros compuestos biológicos; por ello, los carbohidratos son definidos como: compuestos polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas; es decir, son compuestos que presentan en su estructura varios grupos oxhidrilo y una función aldehído o cetona.
Sesión
66
176
Carbohidratos Estructura Función Fuente de obtención
Glucosa
Galactosa
Lactosa
Celulosa
Quitina
Glucógeno
Sesión
67
Investiga la estructura de los siguientes carbohidratos, su función
y fuente de obtención.
Tarea no. 1
177
Ahora veremos las macromoléculas naturales conocidas como lípidos. Son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, con la característica principal de ser insolubles en agua; se disuelven en compuestos orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. Los lípidos son compuestos naturales que se encuentran en las plantas (aceites y cera) y animales (aceites y grasas). Es decir, La grasas se obtienen principalmente
de los animales y los aceites de las plantas. El término lípido fue propuesto por Bloor quien los dividió en tres clases:
Lípidos Simples: Comprende los lípidos más abundantes, grasa o triglicéridos, y las ceras que son menos abundantes.
Lípidos compuestos: Son los fosfolípidos que contienen fósforo y los galactolípidos que contienen galactosa.
Lípidos derivados: Son los esteroides, los terpenos y las vitaminas, entre otros que son producidos por las células vivas.
Dada la diversidad de características químicas, su clasificación también lo es: puede hacerse atendiendo a criterios de saponificación, por simples o complejos
Las principales propiedades físicas de los lípidos son:
Solubilidad: Son hidrofóbicos insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como el cloroformo, benceno, etc.
Punto de Fusión: En los lípidos insaturados su punto de fusión aumenta de acuerdo al número de carbonos.
Las principales propiedades químicas de los lípidos son:
Saponificación: proceso mediante el cual reaccionan las grasas con la sosa o hidróxido de sodio (NaOH) para obtener jabones.
Esterificación: Es la unión de un ácido graso con un alcohol, dando lugar a un ester y se libera una molécula de agua.
178
Continuando con los lípidos, sabemos que intervienen en diversos procesos biológicos; esta clase de compuestos orgánicos, lo constituyen las grasas y aceites. Son constituyentes esenciales de prácticamente todas las células animales y vegetales. En el cuerpo humano se encuentran en las membranas celulares, en el cerebro y tejido nervioso. Las grasas o aceites son mezclas de ésteres de ácidos grasos, en donde una parte de la molécula es glicerol y la otra son ácidos grasos unidos a éste.
Investiga que son los ácidos grasos saturados e insaturados, lípidos
saponificables e insaponificables, y presenta un reporte por escrito en
hoja blanca, indica definición, fuentes de obtención y ejemplos de cada
uno.
Tarea de investigación no. 1
Sesión
68
Grupo
Reúnete con tus compañeros en equipos de cuatro personas y en base a la
investigación realizada y a la información que se te ha dado, realicen un mapa
conceptual que será evaluado por tu asesor con la guía de observación que se
encuentra al final del bloque.
Ejercicio no. 4
179
Hablaremos de las terceras macromoléculas naturales: las proteínas. Del griego Proteos que significa primero, son polímeros de elevado peso molecular constituidas por un gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos.
Algunos aminoácidos se biosintetizan en el organismo, mientras que otros no, y es necesario consumirlos en los alimentos de origen vegetal; a estos se les llama aminoácidos esenciales. Los aminoácidos indispensables que se deben consumir en la alimentación son: lisina, leucina, fenilalanina, valina, metionina, treonina, isoleucina, histidina, arginina y triptófano.
Las proteínas pueden clasificarse tomando en consideración diferentes criterios: Su conformación, su función y su estructura.
Según su conformación: las proteínas pueden clasificarse en fibrosas y globulares, las fibrosas son aquellas constituidas por cadenas polipeptídicas, ordenadas de modo paralelo a lo largo de un eje formando estructuras compactas (fibras o láminas). Son materiales físicamente resistentes e insolubles en agua y soluciones salinas diluidas. (Colágeno, µ -queratina, elastina). Las proteínas globulares: Están constituidas por cadenas polipeptídicas plegadas estrechamente, de modo que adoptan formas esféricas o globulares compactas.
También las proteínas se clasifican en simples y conjugadas. Las proteínas simples son aquellas que por hidrólisis, producen solamente µ -aminoácidos y las proteínas conjugadas son aquellas que por hidrólisis, producen µ -aminoácidos y además una serie de compuestos orgánicos e inorgánicos llamados: Grupo Prostético. Las proteínas conjugadas pueden clasificarse de acuerdo a su grupo prostético: Nucleoproteínas (Ac. Nucleíco) Metaloproteínas (Metal) Fosfoproteínas (Fosfato) Glucoproteínas (Glucosa).
180
Tipo de
proteínas
Composición Función Ejemplos
Fibrosas
Globulares
Simples
Conjugadas
Por su estructura, las proteínas están compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. La mayoría también contienen azufre y fósforo. Están formadas por la unión de varios aminoácidos, unidos mediante enlaces peptídicos. El orden y disposición de los aminoácidos en una proteína depende del
código genético (ADN) de la persona. La estructura tiene cuatro clasificaciones: primaria, secundaria, terciaria o cuaternaria.
La Estructura Primaria: es el esqueleto covalente de la cadena polipeptídica, establece la secuencia de aminoácidos. Rige el orden de encadenamiento por medio del enlace polipeptídico.
La Estructura Secundaria: tiene una orden regular y periódico de la cadena polopeptídica en el espacio. Rige el arreglo espacial de dicha cadena.
La Estructura Terciaria: la cadena polipeptídica se curva o se pliega para formar estructuras estrechamente plegadas y compactas como la de las proteínas globulares. Rige el arreglo tridimensional en el cual participan las atracciones intermoleculares. (Fuerzas de Van der Walls, Puentes de Hidrógeno, Puentes disulfuro, etc.) La Estructura Cuaternaria: es el arreglo espacial de las subunidades de una proteína, para conformar la estructura.
Sesión
69
Est. Primaria Est. Secundaria Est. Terciaria Est. Cuaternaria
Con base a la información que se te presenta y de los textos que tengas a
tu alcance completa la siguiente tabla con la información que se te pide.
Ejercicio no. 5 Individual
181
Las proteínas tienen una función meramente estructural o plástica, esto quiere decir que nos ayudan a construir y regenerar nuestros tejidos, no pudiendo ser reemplazadas por los carbohidratos o las grasas por no contener nitrógeno.
No obstante, además de esta función, también se caracterizan por:
Las proteínas reguladoras, son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas que llevan a cabo las reacciones químicas que se realizan en el organismo.
Las proteínas defensivas, apoyan en la formación de anticuerpos para actuar contra infecciones o agentes extraños.
Las proteínas de transporte, son las que trasladan el oxígeno a la sangre, como la hemoglobina. Las proteínas energéticas, aportan 4 Kcalorías por gramo de energía al organismo. Las proteínas amortiguadoras, ayudan a mantener la reacción de diversos medios como el plasma. Las proteínas catalizadoras biológicas: son enzimas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo. La contracción muscular se realiza a través de la miosina y actina, proteínas contráctiles que permiten el movimiento celular. La función de resistencia, ayuda en la formación de la estructura del organismo y de tejidos de sostén y relleno como el conjuntivo, colágeno, elastina y reticulina.
182
Función
Ejemplos
Estructural
Enzimática
Hormonal
Defensiva
Transporte
Contráctil
Reserva
Con base en la información que se te presenta y de los textos que
tengas a tu alcance, completa la siguiente tabla con la información que
se te pide.
Individual Ejercicio no. 6
183
5.1.3. Explica con sus propias palabras la formación de los enlaces
glucosídico, peptídico y éster.
Estudiaremos la formación de los enlaces glucosídicos en los carbohidratos y los enlaces éster en los lípidos. Los carbohidratos se clasifican para su estudio según el número de unidades de monosacáridos que tiene una molécula. Los monosacáridos, como la glucosa, se unen por enlace glucosídico (C —
O — C) mediante síntesis de deshidratación para formar disacáridos y polisacáridos. El enlace glucosídico se forma entre el hidroxilo del carbono 1 del primer monosacárido con el — OH del carbono 2,3 o 4 del segundo monosacárido formando una molécula de agua; los enlaces resultantes serán alfa (ά) o beta (β) según la posición del OH en el primer azúcar.
Aprendizaje a lograr
Explica con tus propias palabras, la formación de:
Los enlaces glucosídicos
Los enlaces peptídico
Los enlaces éster
Sesión
70
Tarea no. 2
Investiga la estructura de la sacarosa, maltosa y almidón
184
Las grasas y aceites naturales son ésteres de ácidos grasos de muchos átomos de carbono y glicerina (propanotriol).
Las principales propiedades físicas de los lípidos son:
Solubilidad: Son hidrofóbicos insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como el cloroformo, benceno, etc.
Punto de Fusión: En los lípidos insaturados su punto de fusión aumenta de acuerdo al número de carbonos.
Las principales propiedades químicas de los lípidos son:
Saponificación: proceso mediante el cual reaccionan las grasas con la sosa o hidróxido de sodio (NaOH) para obtener jabones.
Esterificación: Es la unión de un ácido graso con un alcohol, dando lugar a un éster y se libera una molécula de agua.
Continuaremos viendo la formación del enlace peptídico, el cual es característica estructural de las proteínas. Las proteínas se forman mediante la reacción de polimerización por condensación, similar a las que se utilizan para fabricar algunos plásticos. La estructura de una proteína no solo depende del conocimiento de los aminoácidos que la integran, sino también el tipo de enlace en su distribución; Los aminoácidos en las proteínas, están unidos por enlaces peptídicos o enlaces de amidas.
Cuando dos aminoácidos se unen, un hidrógeno (—H) del grupo amino de un aminoácido se combina con el hidroxilo (—OH) que es una parte del grupo carboxilo del otro aminoácido para formar una molécula de agua (H2O). Cuando esta se libera se forma un grupo amida que une a los dos aminoácidos. (Los bioquímicos le llaman enlace peptídico al grupo amida cuando esta se encuentra en una proteína).
Cuando dos aminoácidos se unen por un enlace peptídico, la cadena resultante con dos aminoácidos se conoce como dipéptido. A un dipéptido se le puede añadir más aminoácidos por medio de la misma reacción para formar una cadena larga denominada polipeptídica o polipéptido que son la base para la construcción de las proteínas.
En equipos de tres personas realicen un trabajo de investigación sobre
la importancia de los lípidos y las proteínas; también su intervención en
el metabolismo celular
Tarea de investigación no. 2
185
5.2. Los procesos de fabricación de los polímeros sintéticos 5.2.1. Distingue el proceso de fabricación de los polímeros sintéticos de adición
En esta sesión estudiaremos las macromoléculas sintéticas y diferenciaremos los procesos de fabricación de ellas. Macromoléculas sintéticas
Debido a su gran tamaño, los polímeros con frecuencia se denominan macromoléculas. Algunos polímeros sintéticos se llaman plásticos, palabra que se ha utilizado para designar cualquier sustancia derivada de los
polímeros. Estas macromoléculas artificiales intervienen en todo aspecto de la vida moderna; tenemos las fibras textiles para vestidos, alfombrado y cortinaje, zapatos, juguetes, repuestos para automóviles, materiales para construcción caucho (hule) sintético, equipo químico, artículos médicos, utensilios de cocina, etc. Todos estos productos y otros que consideramos esenciales en nuestra vida diaria, se fabrican completamente o en parte por polímeros. Continuamos con los polímeros sintéticos, para su estudio se dividen en dos categorías: de adición y de condensación. Los polímeros de adición son los producidos por reacciones que permiten obtener longitudes específicas o determinadas y se forman por algún tipo de mecanismo en cadena, el cual puede ser aniónico, catiónico o por radicales libres, según el tipo de monómero utilizado.
El proceso de polimerización requiere tres etapas: iniciación propagación y terminación. La reacción de polimerización del etileno, es un típica reacción de adición, donde el etileno funge como monómero y con la cual se forma la molécula más grande del polímero, al reemplazar uno o más átomos de hidrógeno en el etileno, se obtienen varias series de polímeros útiles como el policluroro de vinilo (PVC), el poliacrilonitrilo y el poliestireno.
Tarea no. 3 Investiga los principales representantes de los polímeros de adición,
también sus usos y aplicaciones
Conoce el proceso de fabricación de polímeros
Distingue los polímeros sintéticos de adición
Aprendizajes a lograr
Sesión
71
186
Reacción de adición para obtener el polyvinilacetato
Polímero Principales usos
Cloruro de polivinilo
(PVC)
Poliestireno
Polipropileno
Politetrafluoruroetileno
(teflón)
Poliacetato de vinilo
Polietileno
Grupo
En equipos de tres personas comenten los resultados de su
investigación y completen el cuadro que se presenta a
continuación
Ejercicio no. 7
187
5.2.2. Distingue el proceso de fabricación de los polímeros sintéticos de condensación
Los polímeros de condensación: cuando se genera una reacción de polimerización por condensación se unen dos moléculas y una pequeña molécula, ya sea a de agua o alcohol, se suprime o elimina. Para que una polimerización de condensación forme materiales de peso molecular muy elevados, la reacción de condensación debe tener lugar de manera repetida. En consecuencia, los monómeros utilizados en este tipo de polimerización tienen dos o más grupos funcionales que pueden entrar en reacción para formar la cadena del polímero.
Las reacciones de esterificación y formación de amidas son de este tipo. La polimerización tiene lugar en varias etapas: en primer lugar el intercambio de éster se logra a 200 ºC para obtener alcohol metílico (que se suprime por destilación) y un nuevo monómero. Después se suprime el metanol, se eleva la temperatura a 280 ºC y tiene lugar la polimerización, dando como resultado el dacrón y el etilenglicol que también desaparece por destilación. La fibra de dacrón tiene muchas aplicaciones. ¿Qué es un polímero de condensación? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué semejanzas y diferencias existen entre el polímero de adición y condensación: Semejanzas Diferencias _______________________________ ____________________________ _______________________________ ____________________________ _______________________________ ____________________________ _______________________________ ____________________________
Menciona por lo menos 5 ejemplos de polímero de condensación: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Describe los procesos de fabricación de polímeros de condensación
Aprendizajes a lograr
En equipos de cuatro personas revisen el tema de polímeros de condensación y contesten lo que se les pide
Grupo Ejercicio no. 8
188
5.2.3. Discute la importancia del uso de los compuestos poliméricos en su forma de vida
A lo largo del siglo XX, la ciencia de los polímeros se ha desarrollado de tal manera que se han obtenido materiales extraordinarios, básicos para los desarrollos tecnológicos de la actualidad, pero lo que mucha gente ignora es que siempre hemos vivido en la era de los polímeros.
Los hombres primitivos ya utilizaron técnicas rudimentarias de tratamiento de polímeros para curtir las pieles de los animales y transformarlas en cuero o para modelar caparazones de tortuga mediante la aplicación de calor. También aprendieron a procesar, teñir y tejer fibras naturales como la lana, la seda, el lino o el algodón. La importancia de los polímeros sintéticos es tan grande que sin ellos nuestra calidad de vida se reduciría a niveles alarmantes. De entre todos cabe destacar el PVC (Policloruro de Vinilo), plástico compuesto por: 43 % de substancias procedentes del crudo y 57 % de sal. Se emplean menos materias primas y energía que para otros plásticos o para otros materiales clásicos. Es uno de los polímeros sintéticos más reconocidos y ha tenido un desarrollado de manera sostenible; por ello requiere menos consumo de recursos materiales, hídricos y energéticos que los alternativos.
Sesión
72
Aprendizajes a lograr
Conoce los riesgos y beneficios de los polímeros de adición y
condensación
Reporta una investigación documental en donde expongas las
consecuencias socioeconómicas al utilizar los polímeros sintéticos e
indica propuestas para disminuir las consecuencias
Tarea de investigación no. 2
189
Selecciona la respuesta correcta:
1.- Son los azúcares más sencillos
a) Disacáridos b) Polisacáridos c) Carbohidratos d) Monosacáridos e) Lípidos 2.- Se conocen también como glúcidos y se clasifican como monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
a) Lípidos b) Carbohidratos c) Proteínas d) Ácidos nucléicos e) Polímeros 3.- La ___________ o azúcar de mesa es una combinación de glucosa y fructosa que se da en la remolacha y caña de azúcar
a) Maltosa b) Fructosa c) Glucosa d) Lactosa e) Sacarosa 4.- Esta clase de compuestos lo constituyen las grasas y aceites
a) Carbohidratos b) Lípidos c) Proteínas d) Ácidos nucléicos e) Polímeros
5.- Los esteroides, los terpenos y las vitaminas, entre otros son parte de los lípidos:
a) Derivados b) Simples c) Compuestos d) Combinados e) Líquidos 6.- Es un proceso mediante el cual reaccionan las grasas con la sosa o hidróxido de sodio (NaOH) para obtener jabones.
a) Esterificación b) Afinación c) Saponificación d) Destilación e) Condensación 7.- Las proteínas son polímeros de elevado peso molecular de un grupo de monómeros de bajo peso molecular llamados:
a) Monómeros b) Aminoácidos d) Moléculas c) Macromoléculas e) Ácidos grasos 8.- La albúmina, la prolamina y la globulina son ejemplos de este tipo de proteínas:
a) Sencillas b) Conjugadas c) Fibrosas d) Globulares e) Lisas
Nombre:_______________________________________________
Grupo: ________________________ Turno:_________________
Fecha:________________________________________________
Autoevaluación
190
9.- La estructura ___________ de la proteína está relacionada con el número y la secuencia de los aminoácidos en la cadena proteínica.
a) Terciaria b) Cuaternaria c) Secundaria d) Cilíndrica e) Primaria
10.- Proceso de formación de moléculas muy grandes a partir de unidades más pequeñas se le llama:
a) Copolímero b) Monómero c) Polimerización d) Adición e) Condensación 11.- Son polímeros formados a partir de la unión de moléculas monoméricas insaturadas con apertura de su doble enlace
a) Adición b) Condensación c) Propagación d) Sustitución e) Combinación 12.- Nombre común con el que se le conoce al tetrafluoretileno:
a) PVC b) Acetato de vinilo c) Poliuretano d) Teflón e) Nylon
13.- En esta polimerización los monómeros se unen con la eliminación simultánea de átomos.
a) Adición b) Condensación c) Propagación d) Sustitución e) Concentración
14.- Ejemplo de un poliéster formado por ácido tereftálico y etilenglicol.
a) Dacrón b) Teflón c) PVC d) Poliuretano e) Etilenglicol 15.- Polímero más conocido para hacer espumas, almohadas, pinturas, fibras y adhesivos.
a) Poliéster b) Nylon c) Dacrón d) Poliuretano e) Caucho
191
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
QUÍMICA II
Docente: Sesión:
Estudiantes: Tema:
Grado y grupo: Fecha:
Para la elaboración de: mapas conceptuales, cuadros sinópticos, esquemas y tablas.
1 La portada contiene los datos de
identificación de la tarea (1 punto)
2 Muestra coherencia en la distribución
de la información (1 punto)
3 Tiene claridad para resumir sus ideas
y colocarlas en el esquema (1 punto)
4 Contiene la información requerida
marcada en el mapa conceptual (1
punto)
5 Muestra las diferentes referencias
bibliográficas que utiliza para realizar
el mapa (1 punto)
6 Presento con limpieza y claridad su
trabajo (1 punto)
7 El trabajo fue presentado en tiempo y
forma (1 punto)
Puntaje total:
Equipo que revisó Vo. Bo. del facilitador
_________________ ____________________
192
GLOSARIO
Agua potable: aquella que puede beberse y utilizarse para aseo personal, preparar alimentos,
regar cultivos y emplearse en las industrias.
Aguas negras: aguas residuales de origen urbano con diversos tipos de impurezas,
principalmente materia orgánica y sales minerales.
Biodegradables: sustancias orgánicas que pueden oxidar las bacterias.
Contaminante primario: aquel que se adiciona directamente a la atmosfera como resultado de
un proceso natural o antropogénico.
Contaminante secundario: aquel que se forma a expensas de un contaminante primario o
como resultado de una reacción en la que participa un contaminante primario.
Estequiometría: descripción de las relaciones cuantitativas entre los reactantes y los productos
de una ecuación química balanceada.
Fórmula: representación de un compuesto con el símbolo de cada elemento.
Fórmula empírica: formula que muestra las relaciones mínimas de números enteros de átomos
en cada clase de compuestos.
Lluvia ácida: lluvia provocada por el acido sulfúrico al reaccionar el trióxido de azufre (SO3)
con el agua.
Masa: propiedad que refleja la cantidad de materia en un cuerpo.
Mol: cantidad de una sustancia que contiene el mismo número de partículas que hay en 0.012g
de carbono-12 (es de 6.023 x 1023 partículas).
Peso molecular: suma de los pesos atómicos de los átomos que constituyen una molécula o la
unidad más pequeña de un compuesto.
Relación molar: relación que se deduce de una ecuación balanceada e indica la relación entre
el número de moles de algún reaccionante o producto y el número de moles de otro
reaccionante o producto.
Disolvente: la sustancia que efectúa la disolución.
Mezcla: una combinación de dos o más sustancias que pueden separase por medios físicos.
Mezcla homogénea: mezcla que consta de dos o más sustancias, pero es uniforme en su
composición; es decir, cada parte de la mezcla es exactamente como cada una de las otras.
Mezclas heterogéneas: mezcla que consta de dos o más sustancias que requieren sus propias
propiedades.
193
Molaridad: una unidad de concentración para disoluciones; moles de soluto por litro de
disolución.
Molalidad: una unidad de concentración para disoluciones; equivalentes de soluto por litro de
disolución.
Ósmosis: el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable.
Fécula: sustancia blanca, ligera y suave al tacto, que se extrae de algunas semillas y raíces.
Está compuesta de hidratos de carbono.
Inerte: que no reacciona.
Hidrato: un compuesto que contiene agua químicamente combinada en proporciones definidas.
Líquido extra celular: es aquel que está fuera de las células.
Líquido intersticial: sustancia en estado líquido que separa a dos sustancias.
Polímero: molécula grande o macromolécula de peso molecular elevado formada por la unión
polimerización de un gran número de moléculas de bajo peso molecular. Las moléculas
individuales que forman el polímero se llaman “monómeros”.
Procesos metabólicos: reacciones que se efectúan dentro de un organismo.
Proteína: de valor primordial en la vida de los seres vivos.
194
ANEXOS
Práctica no. 1. Mezclas
Prepara las siguientes muestras en casa
1.- Disuelve ½ cucharada de sal en un vaso lleno de agua.
2.- Disuelve ½ cucharada de escamas de jabón en un vaso lleno de agua,
3.-Agrega una ½ cucharada de talco a un vaso lleno de agua y agita vigorosamente.
4.- Mezcla en un vaso una clara de huevo y agita.
5.-Recibe en un vaso la sangre con agua que escurre al descongelar una carne.
6.- Revuelve agua con arena.
7.- Realiza las pruebas y observaciones siguientes a cada una de las muestras anteriores
después de agitarlas y dejarlas reposar.
a) Observa a simple vista
b) Observa con una lupa.
c) En un cuarto oscuro pasa por el orificio de un cartón un haz de luz a través de cada una de
las muestras. (En la solución el haz luminoso no es visible, en la dispersión coloidal si es
visible.).
d) Filtra (utiliza papel filtro de poro cerrado o varias capas de tela de tejido cerrado.)
e) Repite la prueba del inciso c) después de filtrar.
f) Hierve durante 5 minutos cada una de ellas.
Propuesta ¿Qué esperas que pase?
195
CUESTIONARIO
Después de las pruebas y observaciones ¿Cómo nombras (solución o disolución, coloide o
suspensión).
Muestra 1.
Características:
Muestra 2.
Características:
Muestra 3
Características:
Muestra 4
Características:
Conclusión:
¿Tú propuesta era verdadera?
196
Práctica no. 2. Métodos de separación de mezclas de dos sustancias
Hipótesis:_______________________________________________________________
Objetivo: Realizar la separación de sustancias mediante diversos métodos de laboratorio.
Material: Limadura de hierro (se puede conseguir en una herrería), limadura de plomo (se
puede hacer con un trozo de plomo y una navaja), 1 imán.
Material
Leche en polvo Agua
5 frascos de
vidrio de
diferentes
tamaños
1 colador
2 papeles filtro
para cafetera
vinagre blanco
1 gotero
color vegetal
6 copas para
tequila
1 botella de
plástico para
agua vacía de
300 mililitros
con 2 tapones
1 clavo
encendedor
navaja de
precisión
azúcar arena blanca
alcohol
acetona
algodón
2 repuestos de
bolígrafo con
tintas roja y
negra
1
recipiente de
vidrio
2 popotes 4 vasos
desechables
197
Metodología
1. Separación de una mezcla compuesta de sustancias sólidas
1.-Mezclar la limadura de hierro con la limadura de plomo y un poco de arena en un
recipiente
2.-Colocar la mezcla en una hoja de papel
3.-Acercar el imán a la mezcla, se une la limadura de hierro
4.-Quitar la limadura del imán con las manos sobre otra hoja de papel
5.-Repetir la operación hasta que en la mezcla no quede nada de limadura de hierro
6.-Pasar la mezcla de limadura de plomo con arena por un colador y recibir la arena en
una hoja de papel
7.-Depositar la limadura de plomo del colador en una hoja de papel
Resultados y conclusiones:
2. Separación de una mezcla compuesta de sólidos y líquidos
1.- Tomar un poco de leche en polvo y agregar agua
2.- Agitar la mezcla con ayuda de un popote (no se forma una solución sino una
suspensión)
3.- Colocar por separado en vasos desechables previamente marcados un poco de leche
y un poco de la suspensión de leche en polvo
4.- Agregar a los dos vasos con leche unas 3 gotas de color vegetal y agitar, observar en
las paredes de los vasos unos polvos del color utilizado (es una suspensión)
5.-Añadir a cada vaso con ayuda de un gotero un poco de vinagre hasta ver que se
forman más polvos, se está precipitando la proteína de la leche que se llama caseína
(fijarse que los polvos son de diferentes tamaños)
6.- Dejar en reposo unos 5 minutos
7.- Colocar el papel filtro para cafetera en el colador.
8.-Depositar el colador sobre un frasco
9.- Poner la suspensión de la leche y dejar que salga el líquido y caiga en el frasco (tarda
unos 10 minutos)
10.- Observar el color del líquido que pasó por el papel y el colador (se llama filtrado)
11.- Ver el color y el tamaño de los polvos que quedaron en el papel de cafetera (se les
conoce como precipitado)
12.- Repetir la operación con otro papel y otro frasco, ahora con la suspensión de la
leche en polvo
13.- Discutir los resultados y sacar conclusiones
Resultados y conclusiones:
198
3.-Separación de una mezcla compuesta de líquidos
1. Quita a los repuestos de bolígrafo la punta metálica
2. Coloca cada tubo de plástico de los repuestos en frascos separados de vidrio
3. Vierte acetona en los frascos y agitar los repuestos para que se salga la tinta
4. Repite hasta obtener un color muy intenso en la acetona (ver el color de las soluciones de los 2 repuestos)
5. Toma la botella de plástico y cortar la parte inferior (la base)
6. Perfora el tapón de la botella con un clavo caliente
7. Cierra la botella con el tapón sin perforar y por el otro lado colocar algodón
Coloca la botella sobre un frasco como se indica en la figura
8. Mezcla en un recipiente de vidrio 1/3 parte de azúcar y 2/3 partes de arena
9. Vierte la mezcla suavemente en la botella y darle golpes suaves para que se acomode (lo que se está haciendo es empacar una columna con el soporte)
10. Añade alcohol a la columna hasta que se humedezca el soporte y que quede un poco por encima del soporte
11. Une las dos mezclas de tinta, si es necesario añadir más acetona
12. Cambia el tapón por el que está perforado
13. Deja que salga el alcohol pero que no se seque la columna
14. Deposita con un gotero la mezcla de tintas y dejar que entre al soporte
15. Vierte alcohol para que se lave la tinta y deja que entre todo al soporte
16. Vierte alcohol (se llama eluyente) y recolecta lo que sale de la botella por colores en las copas de tequila
17. No dejes que la columna se seque
18. Se obtienen varios colores y uno se queda en la columna, si se quiere sacar se tiene que estar añadiendo alcohol hasta que salga
Nota: Trabajar en equipo para poder hacer todo sin que se caiga el alcohol de la columna y poder obtener los colores por separado.
Resultados y conclusiones:
Variantes
Para el primer experimento usar limadura de aluminio, azúcar y limadura de hierro. Para el
segundo experimento usar leche fresca y sustituir el vinagre por limón y para el tercer
experimento empacar la columna sólo con arena y como eluyente usar una mezcla variable de
alcohol y acetona, también se puede añadir un poco de agua.
199
Práctica no. 3. Concentración de sal en agua. Flota o se hunde un huevo
Nombre del alumno (a):_______________________Fecha_______________
Hipótesis: _____________________________________________________
Material necesario:
3 vasos grandes un huevo agua sal
Procedimiento:
Llena dos vasos con agua Añádele a uno de ellos sal poco a poco. Revolviendo con una cuchara, trata de disolver
la mayor cantidad posible. En un vaso de 200 cm3 se pueden disolver unos 70 g de sal. Coloca el huevo en el vaso que tiene solo agua : se irá al fondo. Colócalo ahora en el vaso en el que has disuelto la sal : observarás como queda
flotando. Pon el huevo y agua hasta que lo cubra y un poco más, en el tercer vaso. Añade agua
con sal, de la que ya tienes, hasta que consigas que el huevo quede entre dos aguas (ni flota ni se hunde).
Si añades en este momento un poco de agua, observarás que se hunde. Si a continuación añades un poco del agua salada, lo verás flotar de nuevo. Si vuelves añadir agua, otra vez se hundirá y así sucesivamente.
Resultados y conclusiones:
200
Práctica no. 4. Neutralización ácido-base
Nombre del alumno (a) ___________________________________ Fecha ____________
Los ácidos y las bases son un grupo de sustancias que tienen un conjunto de propiedades semejantes. En casa podemos encontrar ácidos como el limón (ácido cítrico), vinagre (ácido acético), yogurt (ácido láctico) y bases como el amoniaco, el bicarbonato sódico y la lejía.
Material:
1 parilla eléctrica
1 lombarda (repollo morado)
1 cuchillo
1 tabla de picar verdura
1 recipiente metálico
1 colador
7 vasos medianos de plástico.
250 ml de limón, vinagre, refresco de naranja, cerveza.
Amoniaco, lejía y bicarbonato de sodio.
Para empezar nuestra práctica necesitamos un indicador, que es una sustancia que tiene la
particularidad de adquirir un color diferente según entre en contacto con un ácido o con una
base.
Metodología:
1.- Este indicador lo vamos a fabricar con la lombarda (repollo morado).
Corta la lombarda en rajas finas y ponla a cocer bien cubierta de agua. Cuando empiece a hervir el agua retiramos el caso del fuego y dejamos enfriar unos 20 minutos. Recogemos el agua de la cocción en el vaso, filtrándola con el colador, y ya tenemos listo nuestro líquido indicador.
2.-Prepara las disoluciones mientras se enfría tu indicador, en cada uno de los vasos añade las sustancias de (limón, vinagre, refresco de naranja, cerveza.
Amoniaco, lejía y bicarbonato de sodio). En un vaso con agua disuelve 3 cucharadas de
bicarbonato de sodio.
3.- A cada una de tus disoluciones añade una cucharada de tu indicador (lombarda) y observa
lo que pasa. Si la sustancia es ácida, se volverá roja al añadir el líquido indicador, y si es
básica, se vuelve verde o azul
4.- Ahora añade la disolución con bicarbonato sódico al vaso con limón. Se produce la reacción
de neutralización ácido – base y observa el resultado.
Resultados:
201
RESPUESTAS DE LAS AUTOEVALUACIONES
BLOQUE I BLOQUE II BLOQUE III BLOQUE
IV
BLOQUE V
1) c 2) b 3) a 4) b 5) c 6) a 7) d 8) b 9) a 10) b 11) c 12) a 13) e 14) b 15) d
1) d 2) c 3) b 4) a 5) c 6) a 7) b 8) d 9) a 10) a 11) a 12) a 13) a 14) c 15) a
a) B b) C c) C d) A e) A f) C g) C h) D i) A j) B
1) C 2) A 3) E 4) A 5) B 6) C 7) B 8) B 9) C 10) A 11) C 12) B 13) B 14) B 15) C 16) B 17) C 18) B 19) C 20) B
1) b 2) e 3) b 4) a 5) c 6) b 7) a 8) e 9) c 10) a 11) d 12) b 13) a 14) d 15) d
202
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