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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


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


8

Bloque IV. Valora la importancia de los compuestos del carbono en su entorno

117


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


Bloque V. Identifica la importancia de las macromoléculas naturales y sintéticas

169


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.

12

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.

14

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.

15

Bloque I

Aplica la noción de mol

en la cuantificación de

procesos químicos

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

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://i157.photobucket.com/albums/t63/crischimi/computacion_docentes.jpg&imgrefurl=http://wiki.taringa.net/posts/info/1561134/Docentes-:%C2%BF-seguiran-los-paros.html&usg=__mcZdVZ0Y5X_9I6Cb6e8V67KPxzc=&h=320&w=297&sz=45&hl=es&start=789&sig2=oDXYDYxBLzjodsTpRwnClQ&tbnid=NwNU6_bGMmemSM:&tbnh=118&tbnw=110&prev=/images?q=docentes&gbv=2&ndsp=20&hl=es&sa=N&start=780&ei=-wGnSv7yBJD0tAOHmqDFBQ

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.



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.



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.



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.


http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.kontrol.vg/wp/wp-content/uploads/2008/02/tarea.gif&imgrefurl=http://www.kontrol.vg/wp/2008/02/&usg=__8lL_XbjvlCItjNC-Rnr13MTbELQ=&h=401&w=430&sz=56&hl=es&start=1&tbnid=ppT9H9HqPQm2aM:&tbnh=118&tbnw=126&prev=/images?q=tarea&gbv=2&hl=es

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.

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_medida

http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_sustancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_sustancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_b%C3%A1sicas_del_SI

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

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


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.


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


.

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.


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



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:


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

47

Bloque II Actúa para disminuir la

contaminación del aire,

del agua y del suelo

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.


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.



http://www.semarnat.gob.mx/

http://www.ssa.gob.mx/

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


Sesión

17

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecosistema

http://es.wikipedia.org/wiki/Ser_vivo

http://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n


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

http://es.wikipedia.org/wiki/Combustibles_f%C3%B3siles

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_nitr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Azufre

http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible

http://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Basura

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).

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2a.html

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2a.html#sox

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2a.html#monoxido

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html#hidrocarburos

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html#ozono

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html#anhidrido

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html#halogenos

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2b.html#metales

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2c.html

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2c.html#acidas

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2c.html#capa

http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf2c.html#capa

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



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


http://www.semarnat.gob.mx/

http://www.ssa.gob.mx/

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.

http://es.wikipedia.org/wiki/Compuestos_org%C3%A1nicos_vol%C3%A1tiles

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


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



http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://presslinechile.cl/wp-content/sistemas-de-bombeo-de-agua.jpg&imgrefurl=http://presslinechile.cl/&h=353&w=497&sz=41&tbnid=9NN4Mms2Z-iBPM:&tbnh=92&tbnw=130&prev=/images?q=bombeo+de+agua&hl=es&usg=__aAAfpf3T69JwMNmrlFTmeaGe3SI=&ei=rLENS9XcI4OisgOpzNXZCg&sa=X&oi=image_result&resnum=1&ct=image&ved=0CAoQ9QEwAA

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.

http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.bioaguachile.cl/wp-content/aguas-residuales.jpg&imgrefurl=http://www.bioaguachile.cl/2008/03/10/plantas-de-tratamiento-de-aguas-ingenieria-sanitaria-por-bio-agua-en-santiago-chile/&h=480&w=640&sz=74&tbnid=EEiEdfgIDB1hKM:&tbnh=103&tbnw=137&prev=/images?q=tratamiento+de+aguas&hl=es&usg=__1yL0d-0RvQ5UHYZflTivWFD34TI=&ei=yM4NS7dZg9KxA6uzjNAM&sa=X&oi=image_result&resnum=4&ct=image&ved=0CBQQ9QEwAw

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



http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://vicentvercher.files.wordpress.com/2008/03/abua-potable.jpg&imgrefurl=http://www.atp.com.ar/post/Noticias/59546/Convertir_orina_en_agua_potable.html&h=384&w=512&sz=19&tbnid=gDLKEESwgRKOgM:&tbnh=98&tbnw=131&prev=/images?q=imagenes+agua+potable&hl=es&usg=__qXtdGO9hBNj-Jz8faVse013uLcU=&ei=DegOS9ODBJTasgOKxMTrCQ&sa=X&oi=image_result&resnum=4&ct=image&ved=0CBIQ9QEwAw

http://grupodagal.com/attachments/Image/N0006659Planta_potabilizadora.jpg

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

http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/m127ssa14.html

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



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


LISTA DE COTEJO



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.


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



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:


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

75

Bloque III Comprende la utilidad

de los sistemas

dispersos

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.


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



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.


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.



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.


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.


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.


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.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Osmotic_pressure_on_blood_cells_diagram.svg

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.


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.


Realiza una tabla con ejemplos de los tipos de suspensiones, analizando las fases dispersas y dispersoras.


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.



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


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


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.


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


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


¡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



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


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.


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



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.


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



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 ______.

117

Bloque IV Valora la importancia

de los compuestos del carbono en su entorno

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.


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.



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.


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


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


http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://encyclopedia.airliquide.com/images_encyclopedie/molecules/Cyclobutane.gif&imgrefurl=http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp?GasID=122&CountryID=19&LanguageID=9&usg=__FnFs5fBShEOhC8LKJrSdS464Dl4=&h=62&w=82&sz=1&hl=es&start=3&um=1&tbnid=1S8yi6bhLnRuMM:&tbnh=57&tbnw=75&prev=/images?q=ciclobutano&hl=es&um=1


124

Identifica en el siguiente cuadro los diferentes tipos de cadena, con apoyo

en los conceptos y ejemplos previos analizados en la página anterior.


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.



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.



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



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



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:


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



135

Asigna el nombre correcto a los siguientes Alquinos, siguiendo las reglas

de nomenclatura


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


http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Alkohol_-_Alcohol.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ethanol-2D-skeletal.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ether-(general).png

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Diethyl-ether-2D-skeletal.png

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Aldehyd_-_Aldehyde.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Acetaldehyde_2D_skeletal_diagram.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Keton_-_Ketone.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Acetone.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Carboxylic-acid.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Acetic-acid-2D-skeletal.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ester-general.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ethyl-acetate-2D-skeletal.png


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

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Amina3.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Isobutylamine.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Amide-general.png

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


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.


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.



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.


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


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.


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


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


150

Completa el siguiente cuadro de ésteres, siguiendo las reglas de

nomenclatura, escribiendo el nombre o la estructura según corresponda


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


152

Completa el siguiente cuadro de aminas, siguiendo las reglas de

nomenclatura, escribiendo el nombre o la estructura según corresponda


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


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


156

Completa el siguiente cuadro de halogenuros de alquilo, siguiendo

las reglas de nomenclatura, escribiendo la estructura

correspondiente


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


http://www.andaluciaimagen.com/foto-Minas-Picos-de-Europa_66318I0IA0.htm

http://espanol.istockphoto.com/stock-photo-8296317-gas-flame.php

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


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

_________________________ __________________________

169

Bloque V Identifica la

importancia de las

macromoléculas

naturales y sintéticas

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? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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.



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


Explica la clasificación, función, estructura y propiedades de los

carbohidratos, lípidos y proteínas.

http://www.zonadiet.com/nutricion/grasas.htm

http://www.zonadiet.com/nutricion/proteina.htm


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


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.


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).

http://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3mero

http://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido

http://es.wikipedia.org/wiki/Especie_qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_pept%C3%ADdico

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_pept%C3%ADdico


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.


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.


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



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


Sesión

71


http://www.monografias.com/trabajos31/polimeros/pol1.jpg


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


En equipos de cuatro personas revisen el tema de polímeros de condensación y contesten lo que se les pide

Grupo Ejercicio no. 8


http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/jdemigue/doctorado/ensamblaje/polimeros.jpg

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


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



http://www.aguamarket.com/SQL/productos/fotos/tuberia de PVC.jpg

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


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


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.


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.


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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23.-http://books.google.com.mx/books?id=Zkkyt8GVnbQC&pg=PA521&dq=usos+de+los

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29.-http://www.alonsoformula.com/organica/alquenosexercicio_1.htm 23 de sep 2009

30.-http://www.alonsoformula.com/organica/alquenosexercicio_2.htm 23 de Sep 2009

31.-http://baseu.ujed.mx/miWeb12/usos%20de%20los%20alquenos3-3.htm 23 Sep 2009

32.-http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/6318/aplic-en.htm 23 Sep 2009.

33.-http://baseu.ujed.mx/miWeb12/usos%20alquinos3-4.htm 23 Sep 2009.

34.-http://www.geocities.com/CapeCanaveral/launchpad/6318/aplic-in.htm 23 de Sep 2009

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36.-http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_iv/ejercicios/bl_4 _ap_3_03.htm

37.-Videos. http://www.youtube.com/watch?v=3Q7B4zbfb68&feature=related 23 Sep 2009

38.- http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/lentiscal/1-CDQuimica-

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39.-http://www.maloka.org/fisica2000/elements_as_atoms/quantum_numbers2.html 23 Sep 09.

40.- http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/lentiscal/1-CDQuimica-

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