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M.Sc. Ing. William Escribano Siesquén

GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYEQUEUNIDAD DE GESTIÓN EDUCATIVA LOCAL

CHICLAYO“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

SESIÓN 02ENLACES QUÍMICOS Y FÍSICOS

APRENDIZAJE ESPERADO: Conoce los tipos de enlaces químicos y físicos, su influencia en las propiedades y estructura de las

sustancias. Reconoce las diferencias entre las sustancias con enlace iónico y covalente en relación a la

conductividad eléctrica, solubilidad.INDICADOR:

Diferencia los tipos de enlace mediante experimentos aplicativos, demostrando orden y limpieza

ACTIVIDAD INICIAL

I. GENERALIDADES

Los enlaces químicos determinan las propiedades de las sustancias. Dependiendo del tipo de enlace la sustancia puede ser sólida, líquida o gaseosa; soluble o insoluble en agua y conductora o no de la corriente eléctrica. Recordemos que en solubilidad se cumple “que lo semejante disuelve a lo semejante” es decir, una sustancia se disuelve en otra cuando tiene el mismo enlace y presenta las mismas fuerzas intermoleculares (enlace físico); en efecto los compuestos covalentes no polares se disuelven en solventes covalentes no polares debido a la presencia de las fuerzas de dispersión de London. De igual manera, los compuestos covalentes polares son solubles en solventes polares por la presencia de las fuerzas dipolo-dipolo.

Son fuerzas de naturaleza electromagnética (eléctrica y magnética) predominantemente eléctrica que unen a los átomos y las moléculas. Si estas fuerzas unen átomos entre sí con el objetivo de formar moléculas, sistemas cristalinos, compuestos o iones poliatómicos, se llama enlace químico. Si unen moléculas polares y no polares se llama, físico o intermolecular y es determinante en las propiedades macroscópicas de las fases condensadas de la materia.

El enlace iónico se origina por la transferencia de electrones del metal hacia el no metal formando cationes y aniones, los cuales se mantienen unidos mediante una fuerza electrostática, aunque hay excepciones. El enlace covalente se origina entre no metales, donde existe una coopartición de electrones y los átomos no metálicos se mantienen unidos mediante una fuerza electromagnética, principalmente eléctrica, que surge cuando los electrones compartidos son atraídos por los núcleos de los átomos enlazados.

El enlace metálico permite mantener unidos a los átomos metálicos formando redes tridimensionales de cationes en un mar de electrones de valencia Estos electrones se conservan unidos a una red de cationes mediante atracciones electrostáticas, pero están distribuidos uniformemente en toda la estructura, de modo que ningún electrón está asignado a algún catión específico.

Esta movilidad de los electrones justifica la conductividad eléctrica al aplicar una diferencia de potencial ya que éstos fluyen, de la terminal negativa hacia la positiva. La conductividad térmica, también puede explicarse gracias a esa alta movilidad de los electrones, que transfieren fácilmente energía cinética por todo el sólido. Otras propiedades que se desprenden de este enlace son la maleabilidad, ductibilidad, brillo metálico, tenacidad, etc.

La corriente eléctrica está formada por partículas cargadas en movimiento, por tanto, para que una sustancia sea capaz de conducir la electricidad, debe estar formada por partículas cargadas que puedan transportar la misma. Además estas partículas deben ser móviles para fluir a través del

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Se muestran diferentes sustancias, y responden a las siguientes preguntas: ¿Qué sustancias se disuelven entre sí? ¿Por qué no se disuelven algunas sustancias entre

sí? ¿Qué sustancias conducen la corriente eléctrica? ¿Qué debe tener una sustancia para conducir la

corriente eléctrica?

“PROMOCIÓN DEL USO DE MATERIAL DE LABORATORIO DE CIENCIAS PARA EL LOGRO DE APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS DE CTA” - 2015

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material. Se comprueba que una sustancia es conductora (electrolito) si forma parte del circuito eléctrico y permite el paso de electricidad.

Los enlaces intermoleculares son un conjunto de fuerzas de naturaleza eléctrica que determinan las propiedades macroscópicas de las sustancias, como el punto de fusión, de ebullición, solubilidades, etc. Por lo general, son más débiles que los enlaces interatómicos. Para determinar el tipo de enlace intermolecular, debemos conocer primero si una molécula es polar o apolar. Encontramos principalmente al enlace dipolo – dipolo, puente de hidrógeno y fuerzas de London.

El enlace dipolo – dipolo son fuerzas que mantienen unidas a moléculas polares, es decir, moléculas con dipolo permanente, su origen es electrostático. El enlace Puente de Hidrógeno es un tipo de enlace especial de interacción dipolo – dipolo, entre el hidrógeno y los átomos muy electronegativos como el F, O y N. Es el enlace intermolecular más fuerte. Estas moléculas siempre tienen pares de electrones no compartidos.

Las Fuerzas de Dispersión o de London don fuerzas débiles que permiten la unión de moléculas apolares y polares inducidas o instantáneas. Esta atracción es única en las moléculas apolares y se produce debido a la aparición de dipolos instantáneos o inducidos. Estas fuerzas crecen al aumentar su masa molecular y se deben a las atracciones existentes entre pequeños dipolos instantáneos que se crean con el movimiento de electrones.

II. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

a) Materiales: 02 equipos de multitéster o equipo

conductor de luz y electricidad 05 vasos de precipitación de 50 mL 10 pipetas graduadas de 10 mL 20 tubos de ensayo y 4 picetas 04 gradillas 01 balanza 04 pinzas y 04 espátulas 04 bombillas de succión

b) Reactivos: Solución de ácido acético: CH3COOH

(vinagre) Agua destilada Azúcar de mesa: sacarosa NaCl Solución HCl cc Alcohol etílico: C2H5OH Acetona: CH3COCH3 Aceite de cocina

III. PROCEDIMIENTO Y EXPERIMENTACIÓN

EXPERIENCIA N°01: SOLUBILIDAD

1. En un tubo de ensayo mezclar cada una de las siguientes sustancias: a) 1 g de NaCl y 2 mL de agua b) 1 g de azúcar y 2 mL de agua

c) 0,5 mL de aceite y 2 mL de alcohol etílico d) 2 mL aceite de cocina y 1 mL de acetona

e) 1 g de azúcar en 1 mL de acetona f) 1 mL de acetona y 2 mL de alcohol etílico






2. Anote las observaciones del experimento

N° Tubo

Reactivo 1 Reactivo 2 Observación

1 1 g de NaCl 2 mL de agua Solución iónica homogénea2 1 g de azúcar 2 mL de agua Solución molecular homogénea3 0,5 mL de aceite 2 mL de alcohol

etílicoSon sustancias con diferente polaridad

4 2 mL aceite de cocina

1 mL de acetona No hay solubilidad por diferente polaridad

5 1 g de azúcar 1 mL de acetona No hay solubilidad por diferente polaridad

6 1 mL de acetona 2 mL de alcohol etílico

Solución homogénea por igual polaridad

EXPERIENCIA N°02: CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

1. En un vaso de precipitación de 50 mL colocar 10 mL de las siguientes sustancias:

a) Solución de NaCl al 20% m/V b) Solución de alcohol etílico al 10% V/V

c) Solución de acetona al 10% V/V d) Solución de ácido acético al 5% V/V

e) Solución de azúcar al 10 % m/V f) Solución de HCl cc






2. Introduzca en cada una de las soluciones los electrodos del multitéster o en el equipo conductor de luz y electricidad, teniendo en cuenta que al realizar cada experiencia los electrodos deben lavarse previamente con agua destilada.

3. Anote las observaciones de cada experimento:

Vaso de precipitació

n

Solución/ Tipo de solución Conductividad eléctrica

1 Solución de NaCl al 20% m/V Sí se observa conductividad eléctrica2 Solución de alcohol etílico al 10% V/V No hay conductividad eléctrica3 Solución de acetona al 10% V/V No hay conductividad eléctrica4 Solución de ácido acético al 5% V/V Sí hay conductividad eléctrica5 Solución de azúcar al 10 % m/V No hay conductividad eléctrica6 Solución de HCl cc Sí hay conductividad eléctrica

IV. INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOSEn la experiencia nº1

No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente. Por ejemplo, en el agua, se disuelve el alcohol y la sal, en tanto que el aceite no se disuelve, así como el alcohol etílico y acetona en aceite. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a este carácter, la sustancia será más o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con más de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico.

Entonces para que un compuesto sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad; es decir, tal compuesto no ha de tener más de un grupo polar. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad, como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados halogenados.

La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua, hidratación.En la experiencia nº2

No todas las soluciones permiten la conductividad eléctrica y ello se debe a que son compuestos covalentes y cuando conducen electricidad son compuestos iónicos( disueltos en agua), como es en el caso del cloruro de sodio (NaCl), alcohol etílico, acetona y el azúcar. Pero en el caso del ácido acético y






el ácido clorhídrico si conduce electricidad a pesar de ser covalentes, esto sucede porque tienen la propiedad de ionizarse permitiendo la conductividad eléctrica. En ambos casos el agua los hace ionizar permitiendo la disociación y por ende la conductividad eléctrica.

V. CONCLUSIONES De las experiencias realizadas podemos concluir:

La muestra no es soluble: si hay presencia de fases separadas, consistencia aceitosa o presencia de cristales, no es soluble y la prueba es negativa.

La muestra es soluble: si presenta una sola fase homogénea (es decir sin no se forman 2 fases), sin presencia de partículas o cristales, la prueba es positiva.

La solubilidad de compuestos sólidos y líquidos puede ser: solubilidad en frio o solubilidad en caliente y cristalización.

Las soluciones obtenidas al mezclar sustancias pueden ser: solución concentrada, solución diluida, solución saturada y solución sobresaturada.

Si en una disolución no se puede disolver más soluto decimos que la disolución está saturada. En algunas condiciones la solubilidad se puede sobrepasar de ese máximo y pasan a denominarse como soluciones sobresaturadas. Por el contrario si la disolución admite aún más soluto decimos que se encuentra insaturada.

La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura.

La conductividad electrolítica en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos.

Los compuestos iónicos no conducen electricidad excepto cuando están disueltos en agua. Los compuestos covalentes no conducen electricidad excepto los ácidos porque tienen la propiedad de ionizarse. Las sales son compuestos iónicos disueltos en agua por lo tanto permiten la conductividad eléctrica.

VI. CUESTIONARIO

1. ¿Cuándo una sustancia es soluble en otra?Cuando la mezcla de ambas se vuelve una solución homogénea, es decir, que no se pueden distinguir ambas fases, se observan como una sola y no puedes distinguir una sustancia de la otra.Una sustancia es soluble en otra quiere decir que esta tiene un grado de SOLUBILIDAD.La solubilidad es la medida de la capacidad de 1 sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones la solubilidad se puede sobrepasar, denominándose a estas soluciones sobresaturadas.La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada disolvente o solvente.

2. ¿De qué manera influyen los enlaces químicos y físicos en la solubilidad de las sustancias?La solubilidad de una sustancia en otra está determinada por el equilibrio de fuerzas intermoleculares entre el disolvente y el soluto, y la variación de entropía que acompaña a la solvatación. Factores como la temperatura y la presión influyen en este equilibrio, cambiando así la solubilidad.

3. ¿Por qué algunas sustancias conducen la corriente eléctrica y otras no?Porque las sustancias pueden ser compuestos iónicos o covalentes pero hay que tener en cuenta lo siguiente los compuestos iónicos no conducen electricidad excepto cuando están disueltos en agua. Los compuestos covalentes no conducen electricidad excepto los ácidos porque tienen la propiedad de ionizarse. Las sales son compuestos iónicos disueltos en agua por lo tanto permiten la conductividad eléctrica.

4. ¿Qué son soluciones electrolitos y cuál es el papel que cumplen en los procesos biológicos?






Los electrolitos son sustancias, que al disolverse en el agua de las células del cuerpo se rompen en pequeñas partículas que transportan cargas eléctricas. El papel que juegan es el de mantener el equilibrio de los fluidos en las células para que éstas funcionen correctamente. Los electrolitos principales son el sodio, el potasio y el cloro, y en una medida menor el calcio, el magnesio y el bicarbonato.

5. Realiza un esquema de los tipos de enlace e indica quienes conducen o no conducen la electricidad.


ENLACE IÓNICO

ENLACE QUÍMICO

ENLACE COVALENTE ENLACE METÁLICO

Conduce la corriente eléctrica

(en solución)

No conduce

la corriente electricao

Conduce la

corriente eléctrica


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