Química 2. Competencias Aprendizaje Vida Sosa Medilibros.com

Vistenos en:www.pearsoneducacion.net

Una caracterstica sobresaliente de la educacin escolar actual es considerar al estudiante no slo como alguien que adquiere conocimientos, sino como un ser integral que pone en prctica sus saberes en la vida cotidiana y desarrolla actitudes y destrezas que le permiten comprender e interpretar los hechos y fenmenos del mundo.

En este marco, Pearson presenta su serie Competencias+Aprendizaje+Vida, apegada a los programas de estudio que buscan desarrollar competencias en los alumnos de bachillerato. La segunda edicin de esta serie se propone estar a la vanguardia en el desarrollo de habilidades y conocimientos que permitan a los jvenes que hoy estn en las aulas tomar decisiones acertadas para el maana.

Qumica 2 busca que el estudiante consolide y diversifique sus conocimientos sobre esta ciencia; a lo largo de sus cinco bloques se presentan actividades y proyectos en los que se favorece la investigacin como estrategia didctica, con el propsito de promover la aplicacin de los mtodos y procedimientos que caracterizan a esta disciplina. Es as que al final del curso se espera que el alumno reconozca la importancia de la qumica, su futuro promisorio, sus alcances, retos y limitaciones; que encuentre en la metodologa de las ciencias una herramienta poderosa para la resolucin de problemas.

Consulte los apoyos de este libro en el sitio: www.pearsoneducacion.net/competencias

Qumica

2

Sosa

BachilleratoBachillerato

Ana Sosa

Segunda edicin

Qum

ica 2

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Segunda edicin

Qumica

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Ana Mara Sosa ReyesDoctora en Ciencias Qumicas

por la Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Segunda edicin

Qumica

2


Direccin general: Laura KoestingerDireccin K-12: Santiago GutirrezGerencia editorial: Rodrigo BengocheaCoordinacin editorial: Gloria MoralesCoordinacin de arte y diseo: Asbel RamrezAsesora y revisin pedaggica: Vernica ValdsEdicin sponsor: Claudia Celia Martnez e-mail: [email protected] de arte y diseo: Yair CaedoAsistencia editorial: lvaro FilioLectura de pruebas: Lourdes RiveraIconografa: Germn Gmez y Mara MendozaDiseo de interiores: By Color Soluciones GrficasDiseo de portada: Equipo de Arte y Diseo PearsonDiagramacin: By Color Soluciones Grficas

Direccin K-12 Latinoamrica: Eduardo Guzmn BarrosGerencia editorial K-12 Latinoamrica: Clara Andrade

SEGUNDA EDICIN, 2011

D.R. 2012 por Pearson Educacin de Mxico, S.A. de C.V. Atlacomulco 500, 5 piso Col. Industrial Atoto, CP 53519 Naucalpan de Jurez, Edo. de Mxico

Cmara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Reg. nm. 1031

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicacin pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperacin de informacin, en ninguna forma ni por ningn medio, sea electrnico, mecnico, fotoqumico, magntico o electroptico, por fotocopia, grabacin o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.

El prstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesin de uso de este ejemplar requerir tambin la autorizacin del editor o de sus representantes.

ISBN LIBRO IMPRESO: 978-607-32-0962-5ISBN E-BOOK: 978-607-32-0963-2ISBN E-CHAPTER: 978-607-32-0964-9

Impreso en Mxico. Printed in Mexico.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 14 13 12 11

Datos de catalogacin bibliogrfica

Sosa Reyes, Ana Mara

Qumica 2 Segunda edicin

PEARSON EDUCACIN, Mxico, 2011

ISBN: 978-607-32-0962-5

rea: Bachillerato/Ciencias

Formato: 21 27 cm Pginas: 208

www.pearsoneducacion.net


ContenidoPresentacin vii

Descubre tu libro viii

Competencias genricas x

Competencias disciplinares bsicas xi

Competencias genricas. Ejemplos en el libro xii

Competencias disciplinares bsicas. Ejemplos en el libro xiv

Portafolio de evidencias xvi

Qumica 2, para qu? 1

Bloque 1. Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno 2

Proyecto. Disminucin de desechos domsticos peligrosos 4

La cantidad de sustancia y su unidad: el mol 5

Las leyes ponderales 13

Implicaciones ecolgicas, industriales y econmicas de los clculos estequiomtricos 17

Bloque 2. Actas para disminuir la contaminacin del aire, del agua y del suelo 32

Proyecto. Tratamiento y preservacin del agua de uso humano 34

Contaminacin del agua 35

Contaminacin del aire 38

Contaminacin del suelo 39

Tipos de contaminacin por su origen: biognica y antropgenica 40

La inversin trmica, el esmog y la lluvia cida 48

Bloque 3. Comprendes la utilidad de los sistemas dispersos 60

Proyecto. Cmo afecta el pH las propiedades de algunas mezclas tiles? 62

Clasificacin de la materia 63

Sistemas dispersos: disoluciones, coloides y suspensiones 68

Mtodos de separacin de mezclas 71

Unidades de concentracin de los sistemas dispersos 75

cidos y bases 82


vi

Bloque 4. Valoras la importancia de los compuestos del carbono en tu vida diaria y entorno 94

Proyecto. La estructura molecular de las sustancias orgnicas: el caso extraordinario de los fullerenos 96

Configuracin electrnica y geometra molecular del carbono 97

Tipos de cadena e isomera 104

Caractersticas, propiedades fsicas y nomenclatura general de los compuestos orgnicos 110

Importancia ecolgica y econmica de los compuestos de carbono 126

Bloque 5. Identificas la importancia de las macromolculas naturales y sintticas 134

Proyecto. Si te comer eso, mejor cmete esto 136

Macromolculas, polmeros y monmeros 137

Macromolculas naturales: carbohidratos, lpidos y protenas y cidos nucleicos 140

Macromolculas sintticas 161

Bibliografa 176

Modelos de instrumentos de evaluacin 177

Heteroevaluaciones 181

Tabla peridica 191

Contenido


Presentacin

Qu debe poder hacer un joven cuando ingresa al bachillerato? Cules deben ser sus habilidades cuando concluye este nivel educativo? La propuesta educativa para la educacin media superior ha integrado un perfil de egreso que responde estas preguntas, con el propsito de que los estudiantes desarrollen diversas competen-cias, esto es, que integren saberes, habilidades, actitudes y valores en un contexto especfico.

En el entorno de la educacin escolar actual se considera al estudiante no slo como al-guien que adquiere conocimientos, sino como un ser integral que pone en prctica sus saberes en la vida cotidiana, desarrolla conductas para la convivencia armnica, reco-noce y pone en juego sus habilidades, propicia los valores dentro y fuera del aula.

En ese marco, Pearson presenta la segunda edicin de su serie Competencias+ Aprendizaje+Vida, una serie actual y comprometida con maestros y jvenes. Esta edicin, desarrollada a partir de los programas de estudios ms recientes, incluye nuevas herramientas que apoyan el seguimiento al desarrollo de los estudiantes, entre stas se encuentran nuevas actividades de aprendizaje, el portafolio de eviden-cias e instrumentos de evaluacin especficos. Estos ltimos invitan a que los propios jvenes revisen sus desempeos y los de sus compaeros, y brindan al docente herramientas para valorar el desempeo de los jvenes al inicio y al final de cada bloque del libro.

Qumica 2 profundiza en los conceptos fundamentales de la qumica a lo largo de sus cinco bloques: el concepto de cantidad de sustancia, las expresiones de la concen-tracin y la qumica del carbono. Adems, ofrece una visin actual sobre el impacto que esta disciplina tiene en los mbitos econmico, poltico, social y ambiental, pro-moviendo con ello que el estudiante sea capaz de valorar las aportaciones de esta ciencia, al reconocer sus limitaciones y, sobre todo, al identificar las consecuencias del uso irresponsable de diversos productos qumicos.

Los temas de la qumica que se abordan en esta obra se presentan en contextos interesantes para los estudiantes de bachillerato con calidad, rigor metodolgico y lenguaje accesible. Las actividades y los proyectos se exponen con un nivel de inda-gacin progresivo y se centran en la resolucin de problemas. Adems, promueven que los estudiantes desarrollen estrategias investigativas y actitudes relacionadas con el trabajo cientfico. Tambin se han integrado herramientas de evaluacin tiles para que sea el propio estudiante quien identifique y atienda los obstculos conforme se le van presentando.

As, el objetivo de este libro es contribuir a que los alumnos adquieran el conocimiento y el entendimiento de conceptos y procesos qumicos tiles para la toma personal de decisiones, la participacin activa en asuntos cvicos y la productividad econmica.

vii


viii

tu l ibroD E S C U B r E

Para qu vas a estudiar Qumica 2? Buena pregunta.

Revisa esta seccin y descubre, a partir de otros cuestionamientos, qu tanto sabes de la asignatura

y qu ms podras aprender.

Qumica 2, para qu?

En la escuela no todo son exmenes y cuestionarios. Muchas otras actividades que realizas, de las que queda alguna evidencia, pueden ayudar a valorar tu desempeo. Revisa esta seccin y descubre desde el inicio del curso qu evidencias sern tiles para tu evaluacin.

Portafolio de evidencias

Al iniciar el trabajo de cada bloque encontrars una actividad

que te permitir relacionar con la realidad los conceptos que

estudiars en el aula.

Proyecto

Comparte y pon en prctica tus conocimientos y las competencias que ests desarrollando. Las actividades de estas secciones te permitirn hacerlo y sern parte de tu evaluacin de cada bloque.

Cuenta lo que sabesCuenten lo que saben

Reflexionar, desarrollar el pensamiento crtico, escuchar a

los dems atentamente, elegir alternativas y construir soluciones

en forma individual y en equipo es muy importante, por eso,

en estas secciones se proponen actividades que desarrollan tus

habilidades individuales y colaborativas.

Entra en accinEntremos en accin

La tecnologa est presente en nuestra vida como nunca antes y est tambin en tu libro, donde encontrars actividades que proponen el uso de distintos recursos tecnolgicos para ampliar tus conocimientos.

TiC TiC TiC

xvixvi

El portafolio de evidencias cumple con va-rios propsitos:

a. Reunir evidencias de las actividades lleva-das a cabo en cada bloque para observar el avance en la formacin de las competencias disciplinares.

b. Servir como fuente de informacin para el alumno. Las evidencias de trabajo reunidas en el portafolio son productos que pueden consul- tarse posteriormente.

c. Partir del error para movilizar el conoci-miento. La construccin y correccin de los productos de trabajo toman en cuenta al error como fuente de aprendizaje.

d. Contar con elementos diversos (diferen-tes a un examen) para evaluar el desempe-o y avance de los alumnos.

Para conformar un portafolio de eviden-cias es necesario: acordar qu evidencias o productos se incluirn en l; reunir las evidencias y organizarlas; evaluarlas, rea-limentar a los alumnos acerca del trabajo realizado y solicitar mejoras; y finalmente, pedir que presenten de nuevo las evidencias mejoradas para una evaluacin final.

En el siguiente cuadro se proponen algunas evidencias de trabajo que se desarrollarn en este libro y que pueden formar parte del por-tafolio de evidencias de los alumnos.

Bloque Evidencia de trabajoInstrumento de

evaluacin sugerido

1 Reporte de la investigacin sobre la importancia de la aplicacin de clculos estequiomtricos en la prevencin de problemas de carcter ecolgico y econmico.

Materiales diseados para la campaa para promover la disminucin de desechos domsticos peligrosos.

Rbrica.

2 Presentacin sobre los programas gubernamentales de cuidado del agua.

Rbrica.

3 Proyecto de investigacin sobre el pH y presentacin en un formato electrnico.

Rbrica.

4 Diseo de modelos tridimensionales para explicar la estructura molecular del carbono y los tipos de geometra molecular que presenta.

Ensayo sobre la importancia del petrleo y sus derivados, proponer estrategias de solucin a problemas por contaminacin de los hidrocarburos.

Gua de observacin.

Rbrica.

5 Reporte del proyecto de investigacin. Gua de alternativas de alimentacin.

Rbrica. Rbrica.

de evidenciasP O R T A F O L I O

Imagina que te encuentras disfrutando de un da de campo en las afueras de la ciudad: observas el paisaje, respiras el aire fresco y te deleitas con los sonidos de la naturaleza, cuando de pronto, de un automvil que pasa sobre la carretera, alguien arroja un montn de basura. Cul es tu reaccin ante tal comportamiento?

El grado de conciencia social sobre la salud de nuestro planeta depende de la cantidad y la calidad de la informacin con que cuentan las personas. As mismo, las posibilidades que tenemos para que este tipo de problemas se reviertan, o al menos no empeoren, depende del conocimiento con el que se cuente para comprenderlos y, por supuesto, para atenderlos. Y t, qu tanto sabes sobre problemas ambientales? Te has preguntado qu tiene que ver la qumica con la manera en la que podemos conocer el ambiente? Por ejemplo:

1 Cmo calculan los cientficos la cantidad de contaminantes que hay en el aire?

2 Qu medidas se toman actualmente para atender la contaminacin del agua, el suelo y el aire?

3 Qu tan grave es la contaminacin del ro Amazonas si se reporta que all existe una concentracin de 6 ppm de mercurio?

4 Cunto tiempo tarda en degradarse una bolsa de polietileno comn, como las que se utilizan para empacar los productos en la mayora de las tiendas comerciales?

5 Cmo pueden reciclarse los materiales plsticos que se desechan por toneladas diariamente?

En las siguientes pginas encontrars los conceptos y los datos que te per-mitirn responder estas preguntas, para que tu compromiso con el ambiente tenga un mejor sustento. An ms: al comprender los temas que aqu se tratan, tendrs los argumentos necesarios para informar a otros acerca de la importancia de tomar conciencia sobre el efecto que pueden tener nuestras acciones sobre la salud de los ecosistemas.

Pasa las pginas, te garantizamos que despus de hacerlo tambin podrs responder a la pregunta: para qu estudiar Qumica 2?

xvii1

para qu?Q U M I C A 2

10 Qumica 210

As pues, el concepto de cantidad de sustancia que se mide en moles surge para calcu-lar el nmero de partculas que hay en una muestra de sustancia mediante la medida de una propiedad macroscpica: la masa o el volumen. Las cantidades involucradas pueden relacionarse de acuerdo con el siguiente diagrama:

Masa molar

Nmero de Avogadro

Ley de los

gases idea

les

Vuelve a leer con atencin las definiciones de los conceptos de mol, masa, frmula, masa molar y volumen molar y elabora un mapa conceptual que demuestre las rela-ciones que hay entre ellos.

Cuentaque sabesLO

En equipos de tres elaboren un modelo tridimensional que explique la formacin de las molculas a partir de los tomos en una reaccin industrial o domstica. Una vez que hayan elaborado el modelo, cada equipo explicar ante el grupo cmo se forman las molculas y la relacin molar entre los componentes de las mismas.

Cuentenque sabenLO

4

Disminucin de desechos domsticos peligrosos En general, los desechos domsticos parecen poco dainos para la salud y el ambiente. Quiz esto se debe a que estamos acostumbrados a tratar con ellos en nuestra vida cotidiana y a que los vemos en cantidades rela-tivamente pequeas; sin embargo, los volmenes que pueden alcanzarse cuando se juntan los que provienen de muchas casas llegan a ser tan peligrosos como los que se producen por desechos industriales. Por eso es importante que cada uno de nosotros se preocupe por disminuir la cantidad de basura que genera. Para atender este problema, de forma grupal realizarn una investigacin cuyo objetivo ser determinar cules son las principales sustancias domsticas que afectan el ambiente en su comunidad, as como su posible toxicidad. Con la informacin obtenida llevarn a cabo una campaa para promover que las familias de los es-tudiantes de su escuela disminuyan la cantidad de los desechos que se consideren ms peligrosos.

El propsito de este proyecto es reconocer cules son las sustancias domsticas que representan el mayor riesgo al verterse en el entorno y que busquen concientizar a la poblacin sobre la responsabilidad que todos tenemos respecto a los problemas ambientales.

Para llevar a cabo el proyecto, organzate con tres compaeros con el fin de:

Elaboraruna listade todos losdesechosque segeneranen sucasa: plsticos, alimentos, papel, agua, detergentes, gases pro-ducto de la combustin, etc., as como un estimado de las canti-dades que se producen en una casa promedio.

Compararsusresultadosconelrestodelgrupoyentretodosela-borar una sola lista de los desechos ms comunes y que se tiran en mayores cantidades.

Investigar los nombres y las propiedades de las sustancias queestn presentes en los productos que enlistaron, as como la con-centracin en que cada una puede llegar a ser txica.

Unavezquecuentenconsuficienteinformacin,escribanunrepor-te de investigacin que ser la base para planear los detalles de la campaa; elaboren el material y realicen la campaa en su escuela.

Al realizar la investigacin pueden recurrir a algn especialista, tal vez un padre de familia o vecino de la comunidad. Tambin, si en su escuela ya se han hecho campaas sobre la proteccin del ambiente, consulten a los profesores que las hayan organizado para que les compartan sus experiencias y les hagan sugerencias sobre la planeacin. Adems, pue-den pedir ayuda a algn profesor de Dibujo para la elaboracin de los materiales de apoyo.

Consulten la seccin Pista de aterrizaje en la pgina 28 cuando organicen la manera de presentar la campaa.

Recuerda que el reporte de investigacin y los materiales elaborados para la campaa, como fotografas o video del proceso, se incluirn en tu portafolio de evidencias.

Proyecto

14 Qumica 2

Esta ley surgi a partir de las observaciones que hizo Richter sobre varios com-puestos. Por ejemplo, 2 g de hidrgeno se combinan con 16 g de oxgeno para dar agua (H2O). Por otro lado, 6 g de carbono reaccionan con 16 g de oxgeno para producir dixido de carbono (CO2). Ahora bien, cuando por su parte el carbono y el hidrgeno forman metano (CH4), la relacin en masa carbono/hidrgeno es igual a 12/4 = 3, que coincide exactamente con la relacin entre las masas que reaccionan, cada una por su lado, con el oxgeno 6/2 = 3.

John Dalton. Qumico y fsico britnico (1766-1844).

Joseph Louis Proust. Qumico francs (1754-1826).

Antoine Lavoisier. Qumico francs (1743-1794).

Lavoisier, Dalton y Proust establecieron las bases para que la qumica se hiciera cuanti-tativa. Con ello, actualmente en la industria farmacutica se preparan medicamentos con la cantidad exacta de sustancia activa de acuerdo con la edad y el peso de los pacien-tes. En muchos sentidos, el trabajo de estos tres hombres ha facilitado nuestra vida.

Investiga en Internet datos acerca de la vida de Lavoisier, Dalton y Proust y en tu cuaderno responde: a) si los tres se co-nocieron entre s durante el lapso de sus vidas, b) a qu clase social perteneca cada uno de ellos y c) a tu parecer, cul tuvo la vida ms interesante y prolfica.

Resuelve los siguientes ejercicios de manera individual.

1. Del anlisis de una muestra de 1.444 gramos de xido de magnesio se obtuvo la siguiente composicin: 1.044 gramos de calcio y 0.4 gramos de oxgeno. Tomando en cuenta la ley de Proust, si se tiene una muestra de 3 gramos de xido de mag-nesio, cul sera la composicin esperada? (Ley de las proporciones definidas).

2. El anlisis de dos xidos de cromo indica que 2.51 gramos del primero contie-nen 1.305 gramos de cromo, mientras que 3.028 gramos del segundo contienen 2.072 gramos de cromo. Con esta informacin determina la frmula de cada uno de los xidos (Ley de las proporciones mltiples).

3. Al llevarse a cabo la electrlisis de una muestra de 50 gramos de agua se encuen-tra que se obtienen 44.5 gramos de oxgeno, cunto se obtendr de hidrgeno (g)? (Ley de conservacin de la masa).

4. Usando como ejemplo la siguiente informacin, explica a uno de tus compaeros la Ley de las proporciones recprocas: 2 gramos de sodio (Na) reaccionan con 3.0842 gramos de cloro (Cl2), por su parte 1 gramo de cloro forma un xido con 0.2256 gra-mos de oxgeno y el xido de sodio se forma cuando reaccionan 1 gramo de oxgeno con 2.8738 gramos de sodio (Ley de las proporciones recprocas).

Cuentaque sabesLO

TICTICTIC

18 Qumica 2

reaccin qumica. Mediante la estequiometra, conociendo la cantidad que tenemos de al menos uno de los reactivos, podemos calcular qu cantidad se requiere de los dems reactivos y cunto se obtendr de los productos.

Para llevar a cabo cualquier clculo estequiomtrico, lo primero que debe ha-cerse es balancear correctamente la ecuacin de la reaccin. La relacin estequio-mtrica corresponde a las cantidades que cumplen exactamente con la proporcin que indica la ecuacin qumica balanceada. Por ejemplo, cuando se hace reaccionar gas nitrgeno N2 con hidrgeno H2 para formar amoniaco NH3, de acuerdo con la siguiente ecuacin balanceada:

N2 + 3H2 2NH3,

se dice que usamos las cantidades estequiomtricas cuando mezclamos los reactivos en la proporcin que indica la ecuacin balanceada: tres moles de hidrgeno por cada uno de nitrgeno. No importa cuntos moles totales se pongan a reaccionar, 50, 100 o 150, lo importante es la relacin:

moles de N2: moles de H2 que es 1:3.

La reaccin entre el bicarbonato de sodio NaHCO3 y el cido actico C2H4O2 es efervescente, ya que se forma bixido de carbono CO2.

Clculos estequiomtricos

Ejemplo:

El bixido de carbono CO2 es uno de los gases llamados de efecto inverna-dero, las emisiones a la atmsfera de esta sustancia han aumentado desde la Revolucin Industrial porque es uno de los productos de la combustin de combustibles fsiles de donde ahora se obtiene la mayor parte de la energa.

Problema: calcular la masa de bixido de carbono que se genera cuando se hacen reaccionar 4 g de propano C3H8 con 14 g de oxgeno O2.

Los clculos estequiomtricos permiten determinar las cantidades de sustancia que deben emplearse para realizar una reaccin qumica.

1. Escribe un breve ensayo que lleve por ttulo La cantidad en que usamos algunas sustancias y la contaminacin ambiental.

2. Comparte con el resto del grupo lo que escribiste y escucha lo que escribieron tus compaeros.

EntraAccinEN

1. Junto con dos compaeros, y empleando los cono cimientos que han adquirido has-ta ahora, planteen una estrategia para determinar experimentalmente la relacin estequiomtrica de la reaccin que ocurre entre el bicarbonato de sodio NaHCO3 y el cido actico CH3COOH del vinagre.

2. Presenten sus resultados al grupo y entre todos evalen su desempeo.

Entremos

EN Accin


ix

tu l ibrod e s c u b r e

No todo el conocimiento se genera en la escuela, por lo que

en esta seccin se proponen distintas actividades para aplicar tus conocimientos fuera del aula.

Ampla tu horizonte

Porque no slo ests estudiando Qumica 2, en esta seccin encontrars cmo se relacionan los conocimientos que ests revisando con otras asignaturas y disciplinas.

Cruce de caminos

Todo lo que empieza debe terminar, as que en esta seccin

se afinan los detalles para concluir tu proyecto de

cada bloque.

Pista de aterrizaje

Saber qu has hecho y cmo has aprendido es importante, por ello, en esta seccin encontrars

herramientas para valorar: tu trabajo individual, tu trabajo

en equipo, las actividades de aprendizaje y el portafolio

de evidencias.

Evala lo aprendido

Todo trabajo requiere de una herramienta para ser realizado, as que en esta seccin hallars algunas que facilitarn tu aprendizaje.

Caja de herramientas

75Bloque 3 Comprendes la utilidad de los sistemas dispersos

El plomo ha sido empleado por el hom-bre desde tiempos remotos. Incluso, se cree que fue el primer metal que pudo aislarse de sus minerales.

Gracias a la facilidad para obtenerlo, su bajo costo, maleabilidad, resistencia a la corrosin y por el color y sabor de sus sales, se le ha dado una gran variedad de aplicaciones a lo largo de la historia: en su forma metlica, en las tuberas de agua (de ah el trmino plomera), para hacer soldaduras, joyera e incluso platos y copas; en forma de sales, para vidriar cermica, hacer pinturas, aditivos para ga-solina y para endulzar algunos alimentos.

Sin embargo, todas estas bondades tie-nen un alto precio: el plomo, al igual que sus sales, es un elemento sumamente txi-

co, se acumula en el organismo de tal modo que aunque no se est expuesto a grandes emisiones, con el tiempo pueden alcan-zarse niveles fatales. La intoxicacin por plomo produce anemia, perturbacin del sistema nervioso, dao al cerebro y en ca-sos extremos, incluso la muerte.

La toxicidad del plomo se hizo evidente desde hace mucho, por lo que poco a poco se dej de adicionar en pinturas y su uso en alimentos se elimin por comple-to. Sin embargo, algunas artesanas co-mo vasijas y joyera todava lo contienen, y apenas en el ao 1993 se hizo obliga-torio que todos los automviles nuevos funcionaran sin el aditivo tetraetilo de plo-mo, que hasta entonces fue ampliamente utilizado.

CruceCaminosDE

Unidades de concentracin de los sistemas dispersos

Figura 3.7 Concentracin de plomo atmosfrico (mg/m3)en la Zona Metropolitana del Valle de Mxico.

CONCENTRACIN MNIMA DE PLOMO ASOCIADA CON ALGUNOS EFECTOS PSICOLGICOS

g de Pb / 100 mL de sangre Efectos

~1 Ninguno (nivel encontrado en sociedades primitivas).

5-20 Ninguno (nivel encontrado en sociedades primitivas).

>50 Disminucin de la respuesta nerviosa, disminucin de la produccin de esperma.

>60 Fatiga, nerviosismo, alteracin del sueo.

~100 Anemia y clicos.

>>100 Convulsiones y muerte.

2.0

2.0

2.0

2.0

1980 1990 1994Ao

Para determinar si una persona ha alcanzado niveles peligrosos de plomo en la sangre no se requiere conocer la cantidad total de plomo presente, sino que se determina su concentracin.

La concentracin de plomo en el aire de la ciudad de Mxico disminuy notoria-mente como resultado de la introduccin de las gasolinas sin plomo. Paralelamente, se observ una disminucin de la concentracin de plomo en la sangre de la pobla-cin de esta zona metropolitana.

64 Qumica 2

Si echamos un vistazo a nuestro alrededor, seguro encontraremos cosas que incluyen diferentes materiales: madera, metales, vidrio, plsticos, papel, cemento, etc. Algunos de estos materiales los po-demos encontrar en la naturaleza, mientras que otros los elabora el hombre para su beneficio. Sin embargo, sin importar de dnde vengan, prcticamente la totalidad de los materiales se forman o elaboran cuando se mezclan al menos dos sustancias diferentes. Es decir, la mayora de los materiales de los que estn hechas las cosas son mezclas de varias sustancias y slo en muy pocas ocasiones encontramos sustancias puras.

Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenmenos naturales a partir de evidencias cientficas.

C O M P E T E N C I A

Disciplinar

Cuntas mezclas encuentras en un supermercado?

Realiza una visita al supermercado llevan-do contigo una hoja de papel y un lpiz. Tmate un tiempo para leer las etiquetas de algunos productos, anota el tipo de producto y el nmero de ingredientes que se indican.

Nmero de ingredientes

Tipos de producto

Indica tambin qu productos de un solo ingrediente pudiste encontrar.

AmplaHorizonteTU

Las sustanciasLlamaremos sustancia a una muestra de materia que, sin importar su origen o su tamao, siempre presenta las mismas propiedades, y agregaremos lo de pura para especificar que no est mezclada con ninguna otra. Por ejemplo, el agua, cuando no est mezclada con otras sustancias, es incolora, inspida, alcanza el punto de ebullicin a 100 C y una atmsfera de presin, no conduce la corriente y resulta un excelente disolvente.

Adems, cada sustancia tiene o se le puede asignar una frmula qumica y una estructura nicas.

En la tabla de la pgina siguiente se pre-sentan algunos ejemplos de sustancias conocidas y sus propiedades caracters-

ticas. Investiga en Internet las propie-dades de otras sustancias que te sean familiares y completa la tabla.

TICTICTIC

29

A continuacin encontrars una serie de comparaciones que te per-mitirn tener una idea ms clara sobre el tamao tan pequeo de los tomos y la cantidad, tan grande, de individuos que hay en un mol.

1 mol de hojas de papel apiladas una sobre otra llegara ms all de los lmites del Sistema Solar.

1 mol de granos de arroz cubrira los continentes de la Tierra con una capa de 75 m de profundidad.

Si tuvieras 1 mol de pesos y regalaras cien millones de pesos al da a cada persona en el mundo, te tomara ms de 3,000 aos repartir todo el dinero.

Una botella de un litro de agua contiene 55.5 moles de molculas de agua.

El nmero de Avogadro (6.02 1023) es ms de diez veces mayor que el nmero de estrellas conocidas del Universo.

Bloque 1 Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno

Caja de herramientas

Figura 1.7 Escala comparativa en metros de diferentes organismos.

Neurona(200 m)

1 mm

100 m

10 m

1 m

100 nm

10 nm

1 nm

0.1 nm

Alveolo pulmonar(400 m)

Bacteria(1 m)

Virus(10-150 nm)

Partculas de emisiones de

combustin (20 nm)

tomo(0.1 nm)

Cabello(60 m)

Clula de glbulos rojos (7 m)

Dimetro de la hlice del ADN(2 nm)

Fullereno C60(1 nm)

Polen(100 m)

MIC

RO

NA

NO

28 Quimica 2

Pista de aterrizaje

El primer bloque de aprendizaje de tu libro ha llegado a su fin, as que es hora de que preparen la presentacin de la campaa para promover la disminucin de desechos domsticos peligrosos. Para hacerlo, consideren lo siguiente:

Acuerden los detalles de la campaa: da o semana en que la llevarn a cabo, lugar, la funcin que desempear cada uno y cmo registrarn el proceso de la campaa (fotografas o video).

Determinen los medios que emplearn para la campaa: trpticos, carteles, redes sociales, una pltica informativa, etc., y asegrense de tener el material a tiempo.

Es muy importante que en el material enfaticen y dejen claro el tema central: la disminucin de desechos domsticos que pueden ser peligrosos. Tambin que en la promocin hagan refe-rencia a las propiedades de las sustancias y a las cantidades que afectan el ambiente en su comunidad y que hagan sugerencias concretas para atender el problema.

Entre todos evaluarn el trabajo y desempeo de cada equipo. Para hacerlo, pueden utilizar una rbrica como la que mostramos a continuacin.

Rbrica para evaluar desempeo

Generen una rbrica para evaluar a cada equipo y, al finalizar las presentaciones, entrguenlas a los equipos correspondientes para que reciban realimentacin acerca de su trabajo.

Rbrica para evaluacin de: Campaa para promover la disminucin de desechos domsticos peligrosos

Recomendaciones para la evaluacin: Coevaluacin

Criterios y evidencias

Niveles de dominio

Inicial-Receptivo Bsico Autnomo Estratgico

Comunican infor-macin relativa a un tema.Evidencia: Pre-sentacin del proyecto.

La introduccin, el desarrollo y las conclu-siones del proyecto se presentan incompletos e inconexos.

La introduccin, el desa-rrollo y las conclusiones del proyecto se presen-tan de modo poco defini-do y desvinculado.

La introduccin, el desarrollo y las con-clusiones del proyecto se presentan de modo escueto, pero cohe-rente.

La introduccin, el desarrollo y las conclu-siones del proyecto se presentan con claridad y articulacin.

Ponderacin: 40% 1 punto 2 puntos 3 puntos 4 puntos

Integran los princi-pales conocimien-tos del bloque.Evidencia: Produc-to de trabajo del proyecto.

Los conocimientos del bloque que se integran son incompletos y poco adecuados.

Los conocimientos del bloque que se integran son los mnimos nece-sarios.

Los conocimientos del bloque que se integran son suficientes.

Los conocimientos del bloque se integran con suficiencia, claridad y adecuacin.

Ponderacin: 40% 1 punto 2 puntos 3 puntos 4 puntos

Utilizan materiales de apoyo en la exposicin.Evidencia: Material audiovisual.

El material de apoyo es insuficiente.

El material de apoyo es el mnimo necesario.

El material de apoyo es suficiente.

El material de apoyo es adecuado, suficien-te y explicativo.

Ponderacin: 20% 0.5 puntos 1 punto 1.5 puntos 2 puntos

Realimentacin:

Caja de

30 Quimica 2

Evala lo aprendidoAutoevaluacinInstrucciones: Estima tu nivel de logro de los siguientes desempeos y escribe qu debes hacer para mejorarlo.

3. Lo puedo ensear a otros 2. Lo puedo hacer solo 1. Necesito ayuda

Desempeos 1 2 3 Para mejorar mi desempeo debo:

Aplico el concepto de mol al interpretar reacciones que se realizan en diferentes mbitos de mi vida cotidiana y la industria.

Realizo clculos estequiomtricos en los que aplico las leyes ponderales.

Argumento la importancia de los clculos estequiomtricos en procesos que tienen repercusiones econmicas y ecolgicas en mi entorno.

CoevaluacinInstrucciones: Evala el trabajo que realiz cada compaero de tu equipo cuando participaron en las secciones Entremos en accin. Obtengan la suma del puntaje de acuerdo con la siguiente escala.

3. Muy bien 2. Bien 1. Regular 0. Deficiente

Integrantes del equipo

Aspectos a evaluar 1 2 3 4 5

Aporta sus conocimientos para lograr los fines de la actividad.

Propone maneras de llevar a cabo la actividad.

Escucha y respeta las opiniones de los dems.

Total de puntos

HeteroevaluacinEn la pgina 181 encontrars una serie de preguntas que permitirn que tu profesor evale los conocimientos que adquiriste en este bloque. Respndelas, recorta la hoja y entrgala a tu profesor.

31

Evaluacin de actividades de aprendizajeLa siguiente es una lista de las actividades que le ayudarn a tu profesor a evaluar el tra-bajo que realizaste durante este bloque. En la pgina 177 encontrars algunos modelos de los instrumentos de evaluacin que utilizar.

Actividad Ubicacin Instrumento para evaluarla

Escribir en grupos de cuatro participantes lo que entienden por reaccin qumica y balanceo de ecuaciones qumicas y compartir sus respuestas con el grupo.

Cuenten lo que saben, pg. 5.

Gua de observacin.

Elaborar un organizador grfico que incluya la descripcin de los conceptos de mol, masa frmula, masa molar y volumen molar, as como la relacin entre estos conceptos.

Cuenta lo que sabes, pg. 10.

Lista de cotejo.

Explicar con modelos tridimensionales la formacin de molculas y la relacin molar entre los componentes de las mismas, valorando la importancia del mol al realizar clculos qumicos.


Gua de observacin.

Resolucin de ejercicios de aplicacin prctica donde se efecten clculos estequiomtricos que involucren las relaciones masa-masa, volumen-volumen y mol-mol. Presentacin de los procedimientos y resultados y sus aplicaciones al entorno inmediato, regional o mundial.


Lista de cotejo.

Resolucin de ejercicios sobre los conceptos de reactivo limitante, reactivo en exceso y rendimiento de reaccin.


Lista de cotejo.

Identificar en una reaccin qumica el reactivo limitante y el reactivo en exceso y elaborar un reporte escrito de esta actividad experimental.


Lista de cotejo.

Investigacin acerca de las leyes ponderales: y diseo de una presentacin con apoyos visuales explicando las aplicaciones de estas leyes a la vida cotidiana.


Gua de observacin para evualuar el desempeo durante la presentacin.

Resolucin de ejercicios de manera individual donde se determine la frmula mnima y molecular de un compuesto a partir de su composicin porcentual.


Lista de cotejo.

Constatar a travs de la actividad experimental la aplicacin prctica de las leyes ponderales. Representar las reacciones realizadas en la actividad y los clculos estequeomtricos correspondientes.


Lista de cotejo.

Presentar su proyecto de investigacin ante los compaeros del grupo y reflexionar sobre la importancia de la aplicacin de clculos estequiomtricos en la prevencin de problemas de carcter ecolgico y econmico, as como las implicaciones ecolgicas, industriales y econmicas, promoviendo la actitud del cuidado ambiental.

Proyecto, pg. 4.

Rbrica.

Realizar una investigacin en equipos, desde el enfoque estequiomtrico, sobre una actividad que se realice en su comunidad, elaborando un reporte de investigacin en el formato de su eleccin.

Proyecto, pg. 4.

Rbrica.

Portafolio de evidenciasEn este bloque desarrollaste una actividad que forma parte de tu portafolio de evidencias del curso, para su evaluacin final se sugiere lo siguiente:

Evidencia de trabajoInstrumento de evaluacin

sugeridoRecomendaciones de evaluacin

Reporte de la investigacin sobre la importancia de la aplicacin de clculos estequiomtricos en la prevencin de problemas de carcter ecolgico y econmico.

Rbrica.a. El equipo evaluar el reporte de investigacin y los

materiales de la campaa mediante la rbrica y la lista de cotejo, y har las correcciones pertinentes.

b. El docente evaluar el reporte de investigacin mediante el formato y lo devolver al equipo.

c. El equipo har las correcciones pertinentes al reporte y a los materiales para la campaa y los integrar al portafolio.


Lista de cotejo.

Bloque 1 Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno


genricasC o M P E T E N C I A S

x

1. Se conoce a s mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.

2. Es sensible al arte y participa en la apreciacinde sus expresiones en distintos gneros.

3. Elige y practica estilos de vida saludables.

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de medios, cdigos y herramientas apropiados.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de mtodos establecidos.

6. Sustenta una postura personal sobre temas de inters y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crtica y reflexiva.

7. Aprende por iniciativa e inters propio a lo largo de la vida.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

9. Participa con una conciencia cvica y tica en la vida de su comunidad, regin, Mxico y el mundo.

10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prcticas sociales.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crtica, con acciones responsables.


disciplinares bsicasC o M P E T E N C I A S

xi

1. Establece la interrelacin entre la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especficos.

2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnologa en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones ticas.

3. Identifica problemas, formula preguntas de carcter cientfico y plantea las hiptesis necesarias para responderlas.

4. obtiene, registra y sistematiza la informacin para responder a preguntas de carcter cientfico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigacin o experimento con hiptesis previas y comunica sus conclusiones.

6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenmenos naturales a partir de evidencias cientficas.

7. Explicita las nociones cientficas que sustentan los procesos para la solucin de problemas cotidianos.

8. Explica el funcionamiento de mquinas de uso comn a partir de nociones cientficas.

9. Disea modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios cientficos.

10. relaciona las expresiones simblicas de un fenmeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista mediante instrumentos o modelos cientficos.

11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio fsico y valora las acciones humanas de riesgo e 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 organizacin qumica, biolgica, fsica y ecolgica de los sistemas vivos.

14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realizacin de actividades de su vida cotidiana.


xii

Competencias genricas

por desarrollar

Bloque en el que se desarrollanAlgunos ejemplos en el libro

1 2 3 4 5

1. Se conoce a s mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.

x x x x x Seccin Entremos en accin, pgs. 20-22. Proyecto Si te vas a comer eso, mejor cmete esto,

pg. 136. Seccin Entra en accin, pg. 171.

2. Es sensible al arte y participa en la apreciacin de sus expresiones en distintos gneros.

x x x x x Seccin Entremos en accin, pg. 89. Seccin Ampla tu horizonte, pg. 99. Seccin Cruce de caminos, pg. 151.

3. Elige y practica estilos de vida saludables.

x x x x x Proyecto Disminucin de desechos domsticos peligrosos, pg. 4.

Seccin Entra en accin, pg. 52. Seccin Cruce de caminos, pg. 71.

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de medios, cdigos y herramientas apropiados.

x x x x x Seccin Entra en accin, pg. 18. Seccin Entra en accin, pg. 26. Seccin Entremos en accin, pg. 38.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de mtodos establecidos.

x x x x x Seccin Entremos en accin, pg. 6. Seccin Entremos en accin, pg. 18. Proyecto La estructura molecular de las

sustancias orgnicas: el caso extraordinario de los fullerenos, pg. 96.

6. Sustenta una postura personal sobre temas de inters y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crtica y reflexiva.

x x x x x Seccin Entra en accin, pg. 26. Seccin TIC, TIC, TIC, pgs. 44-46. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 129.

genricasC o M P E T E N C I A S


xiii

Competencias genricas

por desarrollar

Bloque en el que se desarrollanAlgunos ejemplos en el libro

1 2 3 4 5

7. Aprende por iniciativa e inters propio a lo largo de la vida.

x x x x x Seccin Entremos en accin, pg. 6. Seccin TIC, TIC, TIC, pg. 14. Seccin Ampla tu horizonte, pg. 42.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

x x x x x Seccin Cuenten lo que saben, pg. 10. Seccin Entremos en accin, pgs. 69-70. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 120.

9. Participa con una conciencia cvica y tica en la vida de su comunidad, regin, Mxico y el mundo.

x x x x x Dao al ambiente por desechos industriales, pg. 11. rendimiento terico de una reaccin, pgs. 22-23. Seccin Ampla tu horizonte, pg. 42.

10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prcticas sociales.

x x x x x Seccin Cuenten lo que saben, pg. 48. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 89. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 104.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crtica, con acciones responsables.

x x x x x Proyecto Disminucin de desechos domsticos peligrosos, pg. 4.

Proyecto Tratamiento y preservacin del agua de uso humano, pg. 34.

Seccin TIC, TIC, TIC, pg. 48.

genricasC o m p e t e n C i a s


xiv

Competencias disciplinares

por desarrollar

Bloque en el que se desarrollanAlgunos ejemplos del libro

1 2 3 4 5

1. Establece la interrelacin entre la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especficos.

x x x x x Contaminacin del agua, pgs. 35-38. Configuracin electrnica y geometra molecular

del carbono, pgs. 97-104. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 152.

2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnologa en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones ticas.

x x x x x Seccin Cuenta lo que sabes, pg. 12. Contaminacin antropognica, pg. 41. La inversin trmica, el esmog y la lluvia cida,

pgs. 48-50.

3. Identifica problemas, formula preguntas de carcter cientfico y plantea las hiptesis necesarias para responderlas.

x x x x x Cantidad de la sustancia y su unidad: el mol, pgs. 5-7.

Seccin Entra en accin, pg. 53. Seccin Entremos en accin, pg. 89.

4. obtiene, registra y sistematiza la informacin para responder a preguntas de carcter cientfico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

x x x x x Seccin Entremos en accin, pg. 6. Contaminantes primarios y secundarios, pg. 42. Seccin Entra en accin, pgs. 81-82.

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigacin o experimento con hiptesis previas y comunica sus conclusiones.

x x x x x Implicaciones ecolgicas industriales y econmicas de los clculos estequiomtricos, pgs. 17-20.

Contaminacin del agua, pgs. 35-38. Seccin Entremos en accin, pgs. 85-86.

6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenmenos naturales a partir de evidencias cientficas.

x x x x Seccin Entra en accin, pg. 22. Seccin Entra en accin, pg. 53. Seccin TIC, TIC, TIC, pg. 64.

7. Explicita las nociones cientficas que sustentan los procesos para la solucin de problemas cotidianos.

x x x x x Seccin Entra en accin, pgs. 19-20. Contaminacin del aire, pg. 38. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 63.

disciplinaresC o M P E T E N C I A S


xv

Competencias disciplinares

por desarrollar

Bloque en el que se desarrollanAlgunos ejemplos del libro

1 2 3 4 5

8. Explica el funcionamiento de mquinas de uso comn a partir de nociones cientficas.

No se incluye en el programa de estudios.

9. Disea modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios cientficos.

x x x x Implicaciones ecolgicas industriales y econmicas de los clculos estequiomtricos, pg. 17.

Seccin Cuenten lo que saben, pg. 80. Seccin Entra en accin, pg. 84.

10. relaciona las expresiones simblicas de un fenmeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos cientficos.

x x x Dao al ambiente por desechos industriales, pg. 11. Seccin Cuenten lo que saben, pg. 70. Macromolculas sintticas, pgs. 161-163.

11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio fsico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.

x x x x x Seccin Entra en accin, pg. 26. Contaminacin del suelo, pg. 39. cidos y bases, pgs. 82-83.

12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.

x x x x x Proyecto Tratamiento y preservacin del agua de uso humano, pg. 34.

Contaminacin antropognica, pg. 41. La terrible historia de la talidomida, pg. 125.

13. relaciona los niveles de organizacin qumica, biolgica, fsica y ecolgica de los sistemas vivos.

x Contaminacin del agua, pg. 35. Usos del agua, tratamiento y principales fuentes

de contaminacin industrial y urbana, pg. 47. Geometra molecular, pgs. 99-101.

14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realizacin de actividades de su vida cotidiana.

x x x x x Seccin Cuenten lo que saben, pg. 15. Seccin Entra en accin, pg. 37. Sistemas dispersos: disoluciones, coloides

y suspensiones, pg. 68.

disciplinaresC o m p e t e n C i a s


xvixvi

El portafolio de evidencias cumple con va-rios propsitos:

a. reunir evidencias de las actividades lleva-das a cabo en cada bloque para observar el avance en la formacin de las competencias disciplinares.

b. Servir como fuente de informacin para el alumno. Las evidencias de trabajo reunidas en el portafolio son productos que pueden consul- tarse posteriormente.

c. Partir del error para movilizar el conoci-miento. La construccin y correccin de los productos de trabajo toman en cuenta al error como fuente de aprendizaje.

d. Contar con elementos diversos (diferen-tes a un examen) para evaluar el desempe-o y avance de los alumnos.

Para conformar un portafolio de eviden-cias es necesario: acordar qu evidencias o productos se incluirn en l; reunir las evidencias y organizarlas; evaluarlas, rea-limentar a los alumnos acerca del trabajo realizado y solicitar mejoras; y finalmente, pedir que presenten de nuevo las evidencias mejoradas para una evaluacin final.

En el siguiente cuadro se proponen algunas evidencias de trabajo que se desarrollarn en este libro y que pueden formar parte del por-tafolio de evidencias de los alumnos.

Bloque Evidencia de trabajoInstrumento de

evaluacin sugerido

1 reporte de la investigacin sobre la importancia de la aplicacin de clculos estequiomtricos en la prevencin de problemas de carcter ecolgico y econmico.


rbrica.

2 Presentacin sobre los programas gubernamentales de cuidado del agua.

rbrica.

3 Proyecto de investigacin sobre el pH y presentacin en un formato electrnico.

rbrica.

4 Diseo de modelos tridimensionales para explicar la estructura molecular del carbono y los tipos de geometra molecular que presenta.

Ensayo sobre la importancia del petrleo y sus derivados, proponer estrategias de solucin a problemas por contaminacin de los hidrocarburos.

Gua de observacin.

rbrica.

5 reporte del proyecto de investigacin. Gua de alternativas de alimentacin.

rbrica. rbrica.

de evidenciasP o r T A F o L I o


Imagina que te encuentras disfrutando de un da de campo en las afueras de la ciudad: observas el paisaje, respiras el aire fresco y te deleitas con los sonidos de la naturaleza, cuando de pronto, de un automvil que pasa sobre la carretera, alguien arroja un montn de basura. Cul es tu reaccin ante tal comportamiento?

El grado de conciencia social sobre la salud de nuestro planeta depende de la cantidad y la calidad de la informacin con que cuentan las personas. As mismo, las posibilidades que tenemos para que este tipo de problemas se reviertan, o al menos no empeoren, depende del conocimiento con el que se cuente para comprenderlos y, por supuesto, para atenderlos. Y t, qu tanto sabes sobre problemas ambientales? Te has preguntado qu tiene que ver la qumica con la manera en la que podemos conocer el ambiente? Por ejemplo:

1 Cmo calculan los cientficos la cantidad de contaminantes que hay en el aire?

2 Qu medidas se toman actualmente para atender la contaminacin del agua, el suelo y el aire?

3 Qu tan grave es la contaminacin del ro Amazonas si se reporta que all existe una concentracin de 6 ppm de mercurio?

4 Cunto tiempo tarda en degradarse una bolsa de polietileno comn, como las que se utilizan para empacar los productos en la mayora de las tiendas comerciales?

5 Cmo pueden reciclarse los materiales plsticos que se desechan por toneladas diariamente?

En las siguientes pginas encontrars los conceptos y los datos que te per-mitirn responder estas preguntas, para que tu compromiso con el ambiente tenga un mejor sustento. An ms: al comprender los temas que aqu se tratan, tendrs los argumentos necesarios para informar a otros acerca de la importancia de tomar conciencia sobre el efecto que pueden tener nuestras acciones sobre la salud de los ecosistemas.

Pasa las pginas, te garantizamos que despus de hacerlo tambin podrs responder a la pregunta: para qu estudiar Qumica 2?

xvii1

para qu?Q U M I C A 2


Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno

Bloque

1

2

20 horas

Tiempo asignado al bloque

Mol.

Las leyes ponderales:

4 Ley de Lavoisier.

4Ley de Proust.

4Ley de Dalton.

4Ley de Richter-Wenzel.

Implicaciones ecolgicas, industriales y econmicas de los clculos estequiomtricos.

Objetos de aprendizaje

Desempeos del estudiante

Aplica el concepto de mol al interpretar reacciones que se realizan en diferentes mbitos de su vida cotidiana y en la industria.

Realiza clculos estequiomtricos en los que aplica las leyes ponderales.

Argumenta la importancia de los clculos estequiomtricos en procesos que tienen repercusiones econmicas y ecolgicas en su entorno.

Competencias a desarrollar

Elige las fuentes de informacin ms relevantes para establecer la interrelacin entre la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especficos.

Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnologa en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones ticas de sus comportamientos y decisiones.

De manera general o colaborativa, identifica problemas, formula preguntas de carcter cientfico y plantea las hiptesis necesarias para responderlas.

Utiliza las tecnologas de la informacin y la comunicacin para obtener, registrar y sistematizar informacin para responder preguntas de carcter cientfico, consultando fuentes relevantes y/o realizando experimentos pertinentes.

Contrasta los resultados obtenidos en una investigacin o experimento con hiptesis previas y comunica sus conclusiones aportando puntos de vista con apertura y considerando los de otras personas de manera reflexiva.

Define metas y da seguimiento a sus procesos de construccin del conocimiento explicitando las nociones cientficas para la solucin de problemas cotidianos.

Disea, aplica y prueba la validez de modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios cientficos.

Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio fsico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental advirtiendo que los fenmenos que se desarrollan en los mbitos local, nacional e internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente.

Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece asumiendo las consecuencias de sus comportamientos y actitudes.

Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la reali-zacin de actividades de su vida cotidiana en-frentando las dificultades que se le presentan siendo consciente de sus valores, fortalezas y debilidades.

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3e v a l u a c i n d i a g n s t i c a

Muchas veces no nos damos cuenta de todo lo que sabemos sino hasta que nos preguntan por ello. Por eso, te proponemos que leas y respondas las siguientes preguntas acerca de algunos de los conocimientos, habili-dades, actitudes y valores que se trabajarn en este bloque; as sabrs qu tanto sabes.

5 Describe la importancia que tienen las unidades de medicin en la qumica.

6 En tu vida cotidiana, qu acciones tomaras para evitar el desecho de sustancias qumicas que contaminan el ambiente?

7 Cul crees que es el impacto que tiene el efecto invernadero en tu entorno?

8 Consideras que el consumo de alimentos transgnicos evitara el uso de plaguicidas que contaminan los suelos? Explica por qu.

1 En el Sistema Internacional, la cantidad de sustan-cia se refiere a una unidad bsica, cul es sta?

a) Mol. b) tomo. c) Mezcla.d) Molcula.

2 El cientfico que postul la Ley de conservacin de la masa fue:

a) John Dalton.b) Antoine Lavoisier.c) Amadeo Avogadro.d) Joseph Louis Proust.

3 Rama de la qumica que se dedica al estudio cuanti-tativo de los reactivos y productos que participan en una reaccin:

a) Alquimia.b) Cinemtica.c) Estequiometra.d) Qumica orgnica.

4 En una reaccin qumica, al reactivo que es consu-mido en primer lugar se le conoce como:

a) Reactivo qumico.b) Reactivo limitante. c) Reactivo sobrante.d) Reactivo en exceso.


4Disminucin de desechos domsticos peligrosos En general, los desechos domsticos parecen poco dainos para la salud y el ambiente. Quiz esto se debe a que estamos acostumbrados a tratar con ellos en nuestra vida cotidiana y a que los vemos en cantidades rela-tivamente pequeas; sin embargo, los volmenes que pueden alcanzarse cuando se juntan los que provienen de muchas casas llegan a ser tan peligrosos como los que se producen por desechos industriales. Por eso es importante que cada uno de nosotros se preocupe por disminuir la cantidad de basura que genera. Para atender este problema, de forma grupal realizarn una investigacin cuyo objetivo ser determinar cules son las principales sustancias domsticas que afectan el ambiente en su comunidad, as como su posible toxicidad. Con la informacin obtenida llevarn a cabo una campaa para promover que las familias de los es-tudiantes de su escuela disminuyan la cantidad de los desechos que se consideren ms peligrosos.

El propsito de este proyecto es reconocer cules son las sustancias domsticas que representan el mayor riesgo al verterse en el entorno y que busquen concientizar a la poblacin sobre la responsabilidad que todos tenemos respecto a los problemas ambientales.

Para llevar a cabo el proyecto, organzate con tres compaeros con el fin de:

Elaboraruna listade todos losdesechosque segeneranen sucasa: plsticos, alimentos, papel, agua, detergentes, gases pro-ducto de la combustin, etc., as como un estimado de las canti-dades que se producen en una casa promedio.

Compararsusresultadosconelrestodelgrupoyentretodosela-borar una sola lista de los desechos ms comunes y que se tiran en mayores cantidades.

Investigar los nombres y las propiedades de las sustancias queestn presentes en los productos que enlistaron, as como la con-centracin en que cada una puede llegar a ser txica.

Unavezquecuentenconsuficienteinformacin,escribanunrepor-te de investigacin que ser la base para planear los detalles de la campaa; elaboren el material y realicen la campaa en su escuela.

Al realizar la investigacin pueden recurrir a algn especialista, tal vez un padre de familia o vecino de la comunidad. Tambin, si en su escuela ya se han hecho campaas sobre la proteccin del ambiente, consulten a los profesores que las hayan organizado para que les compartan sus experiencias y les hagan sugerencias sobre la planeacin. Adems, pue-den pedir ayuda a algn profesor de Dibujo para la elaboracin de los materiales de apoyo.

Consulten la seccin Pista de aterrizaje en la pgina 28 cuando organicen la manera de presentar la campaa.

Recuerda que el reporte de investigacin y los materiales elaborados para la campaa, como fotografas o video del proceso, se incluirn en tu portafolio de evidencias.

Proyecto


5Bloque 1 Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno

La cantidad de sustancia y su unidad: el molParacelso, alquimista y mdico del siglo xvi, es famoso, entre muchas otras cosas, por acuar la siguiente frase: Todo es venenoso. La dosis por s misma es lo que determina la toxicidad.

Comenta con un compaero el significado de la frase de Paracelso y escribe a continuacin la interpretacin que t le das.

Paracelso. Mdico y alquimista suizo (1493-1541).

Figura 1.1 Los tomos de elementos diferentes se distinguen por su tamao.

1. En grupos de cuatro escriban lo que entienden por reaccin qumica y balanceo de ecuaciones qumicas.

2. Compartan sus respuestas con todo el grupo y expresen las dudas que les surjan a partir de estos conceptos.

Los contadores cuentan dinero, los bilogos animales, los astrnomos estrellas y los qumicos cuentan tomos y molculas. De algn modo, t ya lo has hecho antes; por ejemplo, sabes que la ecuacin qumica de la electrlisis del agua es:

2H2O 2H2 + O2Cuando est balanceada se puede leer as: dos molculas de agua se descomponen cuando se aplica electricidad para formar dos molculas de hidrgeno y una molcula de oxgeno. Pero cmo es que se cuentan los tomos y las molculas si ni siquiera se pueden ver?

Para resolver este problema, en la qumica se emplea una magnitud que se con-sidera fundamental: la cantidad de sustancia, cuya unidad es el mol. Otras magni-tudes que pueden resultarte ms familiares y que tambin son fundamentales son la masa, cuya unidad es el gramo, as como la longitud y su unidad, el metro.

Para explicar el concepto de cantidad de sustancia es necesario aclarar unas cuantas cosas:

Todas las sustancias estn formadas por partculas. Las partculas (que a veces llamaremos individuos) pueden ser molculas, iones o

tomos neutros. Los tomos, las molculas y los iones son tan pequeos que no los podemos ver y

menos contar de forma directa. En una muestra macroscpica de sustancia (que podemos ver y tocar) se encuentra

un nmero tan grande de partculas que, aunque las pudiramos ver, sera impo-sible contarlas directamente.

Los tomos de diferentes elementos tienen masas distintas. Conocer el nmero de partculas es importante, ya que las reacciones qumicas se

llevan a cabo entre un nmero definido de partculas.

Ahora bien, la cantidad de sustancia es una magnitud que se refiere a un con-junto que incluye un nmero muy grande de individuos, de tal forma que es posible medir alguna propiedad f sica de dicho conjunto, como la masa o el volumen. Para aclarar lo anterior realiza la siguiente actividad.

Identifica problemas, formula preguntas de carcter cientfico y plantea las hiptesis necesarias para responderlas.

C o M P E T E n C I A

Disciplinar

Cuentenque sabenLO


6 Qumica 26

Para resolver el problema anterior de forma prctica y no acabar contando una por una las semillas, hubo que encontrar alguna relacin entre la masa o el volumen de un conjunto de semillas y el nmero de individuos en el conjunto. As, algunos equipos habrn determinado que en 10 gramos de arroz hay 60 semillas o que en 5 mililitros de arroz hay 200 semillas. De una relacin como sta es posible tener un factor de proporcionalidad o conversin, til para calcular el nmero de arroces en cualquier muestra, siempre y cuando se conozca la masa o el volumen. Asimismo, este factor puede ser til para determinar la masa o el volumen de cualquier conjun-to de semillas de arroz, sin importar si son unas cuantas o si se trata de millones de semillas. Por ejemplo, si se determin que en un gramo de arroz estn presentes 60 semillas, el factor de proporcionalidad o conversin es:

60 semillas/gramo

que se lee: sesenta semillas por gramo de arroz, o bien, sesenta semillas por cada gramo de arroz. Entonces, si tuvieras 30 gramos de arroz, usando el factor de proporciona-lidad podras calcular el nmero de semillas presente:

semillasgramo 60 (30 gramos) 1 800 semillas

De un modo similar, si lo que quieres saber es la masa de un milln de semillas, entonces usaras el recproco del factor:

160

de gramo/semilla 0.0166 gramos/semilla

Entonces, para el milln de semillas:

gramossemilla 0.0166 (1 000 000 semillas) 16 666 gramos 16.66 kilogramos

La relacin entre masa y volumen nos ayuda a determinar el factor de proporcionalidad.

obtiene, registra y sistematiza la informacin para responder a preguntas de carcter cientfico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.


Disciplinar

Lleven a cabo la siguiente actividad en parejas, necesitarn un kilogramo de arroz para todo el grupo.

Procedimiento:

1. Imaginen que participan en un concurso de televisin para ganar un milln de pesos. Para ello tendrn que determinar exactamente cuntas semillas se encuen-tran en una bolsa de un kilogramo de arroz.

Antes de iniciar, comenta con tu compaero y planeen una estrategia para re-solver el problema. Escriban su propuesta a continuacin:

2. Comenten con su profesor lo que planean hacer, distribuyan el arroz de acuerdo con lo que cada equipo requiera y realicen las mediciones y clculos para responder la pre-gunta. Cada equipo describir su procedimiento y escribir su resultado en el pizarrn.

3. De forma grupal, comenten los resultados, as como las ventajas o deficiencias de las diferentes estrategias. Elijan la que consideren ms adecuada y escrbanla en el siguiente espacio:

Entremos

EN Accin


7Bloque 1 Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno 7

Cuntas semillas hay en un kilo de arroz? Realiza los clculos usando tu factor de conversin.

Prototipo internacional de kilogramo que se halla en Pars, Francia.

Las unidades de medida se definen en referencia a una pro-piedad fsica que todos pueden medir inequvocamente, o bien, a un objeto especfico que se considera patrn inter-nacional. El kilogramo, la unidad de la masa, se define como la masa que tiene el prototipo internacional de una aleacin de iridio y platino que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Pars, Francia.

De forma similar que con los arroces, en qumica el concepto de cantidad de sus-tancia nos permite relacionar la masa de una muestra macroscpica (que s podemos ver y hasta pesar) de una sustancia con la cantidad de partculas que hay en ella y viceversa.

La definicin moderna de mol, la unidad de la cantidad de sustancia, se escribe formalmente como: la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantos individuos (molculas, tomos o iones) como tomos hay en 0.012 Kg de 12C (carbono doce). Adems, se ha determinado que en 0.012 Kg de carbono hay 6.022 1023 tomos.

De este modo, podemos decir que un mol de cualquier sustancia es un conjunto que contiene exactamente 6.022 1023 individuos, sean stos tomos, iones o mo-lculas, dependiendo del tipo de sustancia de la que se trate. Pero con esto parece que volvemos al mismo problema: no podemos contar tomos directamente! Sin embargo, s podemos pesar un conjunto con esa cantidad de individuos, pues se trata de una muestra macroscpica. Adems, como se conocen las masas relativas de los tomos, es posible deducir lo siguiente:

Un tomo de carbono es 12 veces ms masivo que uno de hidrgeno. Si consi-deramos que un mol de carbono pesa 0.012 Kg y ste contiene 6.022 1023 tomos, entonces podemos deducir que un mol de tomos de hidrgeno (que tambin con-tiene 6.022 1023 tomos) deber pesar la doceava parte, es decir, 0.001 Kg.

La masa molarDe esta forma, conociendo las masas relativas de los tomos (que encontramos en la tabla peridica como peso atmico expresado en umas) podemos saber exactamente la masa que tendr un mol de tomos de cada elemento. Cabe mencionar que una uma (o unidad de masa atmica) corresponde a la doceava parte de la masa de un tomo de carbono C12.

Tabla 1.1 Relacin del peso de un tomo con la masa de un mol.

elementoMasa (g) de un mol de tomos

elementoMasa (g) de un mol de tomos

7

Nnitrgeno14.00674

25

14.012

MgMagnesio24.3050

282

24.30

35

BrBromo79.904

28

187 79.90

19

KPotasio39.0983

2881 39.09


8 Qumica 2

Por ejemplo, a partir de los datos de la tabla anterior, podemos decir que si tuvira-mos un conjunto con 6.022 1023 tomos de nitrgeno, es decir, un mol, el conjunto pesara 14 gramos. O bien, podemos deducir que si tuviramos 7 gramos de tomos de

nitrgeno, entonces tendramos medio mol, que contiene 6.022 1023

2 tomos.

Con la informacin anterior completa la siguiente tabla:

elementoNmero de moles

Nmero de tomos

Masa en gramos

Bromo (Br) 2

nitrgeno (n) 1 6.022 1023 14Potasio (K) 20

Magnesio (Mg) 12.044 1023

El hidrgeno es el primer elemento de la tabla peridica y sus tomos son uno de los principales constituyentes del agua y de toda la materia orgnica.

Entonces, la masa molar o la masa en gramos de un mol de tomos es numri-camente igual al peso atmico que aparece en la casilla de cada elemento en la tabla peridica, pero se expresa en unidades de gramos/mol. As, la masa molar del mag-nesio es de 24.30 gramos por cada mol de tomos.

Todo lo anterior se refiere al caso en que se trate de un mol de tomos, digamos sueltos. Sin embargo, cuando hablamos de sustancias, elementales o compuestas, muchas veces nos referimos a conjuntos de molculas o arreglos con un nmero de tomos especfico. En estos casos, antes de calcular la masa molar se determina la masa frmula.

Masa frmulaLa masa frmula de una sustancia corresponde a la suma de los pesos atmicos de los elementos que se encuentran en la frmula qumica de la sustancia, multiplicado cada uno por el subndice correspondiente. Su valor se expresa en unidades de masa at-mica (umas). Por ejemplo, la masa frmula del agua se calcula de la siguiente manera:

Tabla 1.2 Clculo de la masa frmula del agua.

Frmula elementosPeso atmico

(umas)

Multiplicando por el subndice correspondiente

H20

H 1.00 (1.00) (2) = 2.00o 15.99 (15.99) (1) = 15.99

Masa frmula = 17.99 umas

El valor de la masa frmula del agua corresponde a la masa relativa de una mo-lcula de agua, es decir, indica que una de estas molculas es 17.99 veces ms masiva que un tomo de hidrgeno. Si este mismo valor lo expresamos en gramos, entonces corresponde a la masa molar, es decir, un mol de molculas de agua (que contiene 6.022 1023 molculas) pesa exactamente 17.99 gramos.

Cuentaque sabesLO


9Bloque 1 Aplicas la nocin de mol en la cuantificacin de procesos qumicos de tu entorno 9

Volumen molar

Entonces, hemos dicho que el concepto de cantidad de sustancia es til para que, al pe-sar, los qumicos puedan contar partculas. Otra forma indirecta de contar partculas es medir un volumen de sustancia y relacionarlo con la cantidad de partculas que contie-ne. Esto es prctico cuando se trata de sustancias que se encuentran en estado gaseoso.

Amadeo Avogadro fue profesor de fsica en la Universidad de Turn. En 1811 enunci la hiptesis que estableca la dife-rencia entre tomos y molculas. El nmero de Avogadro es una de las constantes ms importantes de la qumica.

A partir de la teora cintico molecular y de la hiptesis de Avogadro, se considera que volmenes iguales de sustancias gaseosas contienen el mismo nmero de partculas. Esto quiere decir que si se tiene un recipiente de un litro lleno con gas nitrgeno y otro igual con vapor de agua en las mismas condiciones de presin y de temperatura, entonces el nmero de molculas de nitrgeno (N2) y de agua (H2O) en ambos re-cipientes ser el mismo. As, se determin que un mol de cualquier sustancia gaseosa ocupa un volumen igual a 22.4 litros cuando se encuentra en condiciones normales (CN), que son una temperatura de 273 K y 1 atmsfera de presin.

Tabla 1.3 Comparacin de volumen en sustancias diferentes.

Sustancia

Masa frmula (umas)

Masa

molar (g)

Volumen en litros (l) que ocupa un mol de

sustancia gaseosa en CN

2

HeHelio4.002602

2

Helio (He) 4.0026 umas 4.0026 gramos 22.4

8

ooxgeno15.9994

26

oxgeno (o2) 31.99888 31.99888 22.4

6

CCarbono12.0107

24

1

HHidrgeno1.00794

1

Metano (CH4) 16.04246 16.04246 22.4

Sin importar la cantidad que se tenga de sustancia, es posible conocer el nmero de moles y el volumen que ocupa a diferentes presiones y temperaturas mediante la ecuacin de los gases ideales:

PVRT

n

Esta ecuacin relaciona el nmero de moles (n) que se tiene de una sustancia con la temperatura (T), la presin (P) y el volumen (V) mediante la constante de los gases ideales R (0.082 Latm/molK). As, al conocer el volumen que se tiene de una sustancia y las condiciones a las que se encuentra, se calcula el nmero de moles que se tiene o viceversa.

Amadeo Avogadro. Fsico y qumico italiano (1776-1856).


10 Qumica 210

As pues, el concepto de cantidad de sustancia que se mide en moles surge para calcu-lar el nmero de partculas que hay en una muestra de sustancia mediante la medida de una propiedad macroscpica: la masa o el volumen. Las cantidades involucradas pueden relacionarse de acuerdo con el siguiente diagrama:

Masa molar

nmero de avogadro

ley de los

gases idea

les

Vuelve a leer con atencin las definiciones de los conceptos de mol, masa, frmula, masa molar y volumen molar y elabora un mapa conceptual que demuestre las rela-ciones que hay entre ellos.

Cuentaque sabesLO

En equipos de tres elaboren un modelo tridimensional que explique la formacin de las molculas a partir de los tomos en una reaccin industrial o domstica. Una vez que hayan elaborado el modelo, cada equipo explicar ante el grupo cmo se forman las molculas y la relacin molar entre los componentes de las mismas.

Cuentenque sabenLO



Dao al ambiente por desechos industrialesEn 1967 ocurri un envenenamiento masivo en la ciudad de Minamata, Japn. Las investigaciones indicaron que el agua de la baha estaba contaminada con metil mercurio (H3CHgCH3), compuesto txico des-echado por la industria. Aunque la concentracin de esta sustancia no era tan elevada, el consumo del pescado result fatal para la poblacin debido a que los microorganismos y peces concentraron en su interior el compuesto, de tal modo que se alcanzaron concentraciones de has-ta 50 mg de compuesto por kilo de pescado.

A continuacin, expresa la concentracin de metil mercurio encon-trado en el pescado de Minamata en unidades de moles por kilo de pescado (mol/kg).

Procedimiento:

1. Primero habr que determinar la masa frmula del compuesto sumando los pesos atmicos de los elementos presentes en la tabla 1.4.

Tabla 1.4 Pesos atmicos.

elemento Nmero Peso Total

H 6 1 6

C 2 12 24

Hg 1 200.59 200.59

Masa frmula 230.59 umas

2. Entonces, la masa molar del compuesto es de 230.59 gramos por cada mol.

3. Con los datos anteriores determinamos el factor de conversin para el metil mer-

curio: 1 mol

230.59 g . Se eligi este factor y no su inverso, pues el dato que tenemos (50 mg) es de masa y lo queremos transformar a moles.

4. Con este factor y uno de gramos-miligramos se hace la transformacin de 50 mg a moles de metil mercurio:

1 g1 000 mg 1 mol230.59 g 2.6 104 moles50 mg

5. Finalmente, se hace la referencia a la cantidad de pescado en la que se encuentra esta cantidad de metil mercurio, quedando una concentracin de

2.6 10

4 moles de metilmercurioKg de pescado

Investigador analiza la boca de un enorme pez envenenado en una baha de Japn.

Relaciona las expresiones simblicas de un fenmeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos cientficos.

Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenmenos naturales a partir de evidencias cientficas.

C o M P E T E n C I A S

Disciplinares


12 Qumica 2

Figura 1.2 Representacin del efecto invernadero.

Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnologa en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones ticas.


Disciplinar

De manera individual resuelve los siguientes problemas.

1. A continuacin se presentan las frmulas de algunas sustancias que generan proble-mas ambientales. Calcula para cada una la masa frmula y la masa molar.

Sustancia

Tipo de contaminante

Masa frmula (umas)

Masa molar (g/mol)

Co2 Bixido de carbono que provoca el efecto invernadero.

BaBr2 Bromuro de bario que contamina el agua.

CFCl3 Triclorofluorocarbono que provoca daos a la capa de ozono.

CH4 Metano, otro gas de efecto invernadero.

SrCl4 Cloruro de estroncio, contaminante del agua.

2. Calcula cuntas molculas de metano se encuentran en un gramo de esta sustancia.

3. Calcula qu cantidad de sustancia (moles) hay dentro de un globo que tiene un volumen de un litro y est relleno con gas metano, en condiciones normales de presin y temperatura.

4. En equipos de tres revisen los resultados que obtu-vieron. Seleccionen un representante por equipo para que exponga los procedimientos que utilizaron y sus resultados.

5. En grupo interpreten los resultados obtenidos y pien-sen cules seran las implicaciones de los ejemplos en su entorno inmediato, regional o mundial.

Cuentaque sabesLO



Las leyes ponderalesLos primeros qumicos identificaron y caracterizaron un gran nmero de sustancias: percibieron sus texturas, observaron sus formas y sus colores, las olieron y hasta las probaron (a veces poniendo en riesgo sus vidas). Adems, las hicieron reaccionar unas con otras y registraron los cambios que se presentaban durante y despus de cada reaccin. Aunque desde la poca de Paracelso resultaba evidente que en algu-nos procesos la cantidad de sustancia involucrada era importante, no fue sino hasta principios del siglo xix cuando la qumica empez a ser cuantitativa. Fue as que, me-diante la realizacin de muchos experimentos y la incorporacin de la balanza como herramienta de medicin, se determinaron ciertas leyes que, en conjunto, se conocen como leyes ponderales.

Ley de conservacin de la masa: en toda reaccin qumica la masa total antes y despus del cambio es la misma. Fue elaborada en 1785 por Antoine Lavoisier, considerado el padre de la qumica.

Esta ley indica que cuando se hace reaccionar dos o ms sustancias, la masa total de estos reactivos corresponde exactamente a la masa total que queda despus del cambio, sea, solamente de productos o incluso de reactivos sobrantes.

Ley de las proporciones definidas: cuando se combinan dos o ms elementos para dar lugar a un compuesto, siempre lo hacen en una pro-porcin fija. La formul el qumico francs Joseph Louis Proust en 1802.

Esta ley que comprob Proust se refiere al hecho de que, por ejemplo, en el cloruro de sodio, NaCl, invariablemente se encuentran iones de sodio y de cloro en una proporcin 1 a 1. Mientras que en el agua H2O, la relacin hidrgeno-oxgeno es 1 a 2. Si estas relaciones cambiaran, entonces se tratara de sustancias diferentes.

Ley de las proporciones mltiples: dos elementos se pueden combi-nar entre s en ms de una proporcin para dar compuestos diferen-tes. Esta ley fue formulada en 1803 por John Dalton.

Por ejemplo, el agua H2O y el perxido de hidrgeno (o agua oxigenada) H2O2 son dos sustancias con propiedades diferentes. Aunque estn compuestas por tomos del mismo tipo: hidrgeno y oxgeno, la proporcin en la que se encuentran, 2 a 1 y 2 a 2, hace a las sustancias distintas.

Ley de las proporciones recprocas: las masas de los elementos que se combinan con una masa de un tercero, guardan la misma proporcin que las masas de los dos cuando se combinan entre s. Dicha ley la enunci el qumico alemn Jeremas Richter (1762-1807).

La balanza comenz a utilizarse como objeto de medicin a principios del siglo xix.

Organizados en equipos realicen una investigacin acerca de las leyes ponderales: Ley de la conservacin de la masa, Ley de las proporciones definidas, Ley de las proporciones mltiples y Ley de las proporciones recprocas. En esta investigacin consideren el contexto histrico de los personajes. Diseen una presentacin con apoyos visuales explicando las aplicaciones de estas leyes a la vida cotidiana. Finalmente, expongan la presentacin frente al grupo.

Cuentenque sabenLO


14 Qumica 2

Esta ley surgi a partir de las observaciones que hizo Richter sobre varios com-puestos. Por ejemplo, 2 g de hidrgeno se combinan con 16 g de oxgeno para dar agua (H2O). Por otro lado, 6 g de carbono reaccionan con 16 g de oxgeno para producir dixido de carbono (CO2). Ahora bien, cuando por su parte el carbono y el hidrgeno forman metano (CH4), la relacin en masa carbono/hidrgeno es igual a 12/4 = 3, que coincide exactamente con la relacin entre las masas que reaccionan, cada una por su lado, con el oxgeno 6/2 = 3.

John Dalton. Qumico y fsico britnico (1766-1844).

Joseph Louis Proust. Qumico francs (1754-1826).

Antoine Lavoisier. Qumico francs (1743-1794).

Lavoisier, Dalton y Proust establecieron las bases para que la qumica se hiciera cuanti-tativa. Con ello, actualmente en la industria farmacutica se preparan medicamentos con la cantidad exacta de sustancia activa de acuerdo con la edad y el peso de los pacien-tes. En muchos sentidos, el trabajo de estos tres hombres ha facilitado nuestra vida.

Investiga en Internet datos acerca de la vida de Lavoisier, Dalton y Proust y en tu cuaderno responde: a) si los tres se co-nocieron entre s durante el lapso de sus vidas, b) a qu clase social perteneca cada uno de ellos y c) a tu parecer, cul tuvo la vida ms interesante y prolfica.

Resuelve los siguientes ejercicios de manera individual.

1. Del anlisis de una muestra de 1.444 gramos de xido de magnesio se obtuvo la siguiente composicin: 1.044 gramos de calcio y 0.4 gramos de oxgeno. Tomando en cuenta la ley de Proust, si se tiene una muestra de 3 gramos de xido de mag-nesio, cul sera la composicin esperada? (Ley de las proporciones definidas).

2. El anlisis de dos xidos de cromo indica que 2.51 gramos del primero contie-nen 1.305 gramos de cromo, mientras que 3.028 gramos del segundo contienen 2.072 gramos de cromo. Con esta informacin determina la frmula de cada uno de los xidos (Ley de las proporciones mltiples).

3. Al llevarse a cabo la electrlisis de una muestra de 50 gramos de agua se encuen-tra que se obtienen 44.5 gramos de oxgeno, cunto se obtendr de hidrgeno (g)? (Ley de conservacin de la masa).

4. Usando como ejemplo la siguiente informacin, explica a uno de tus compaeros la Ley de las proporciones recprocas: 2 gramos de sodio (na) reaccionan con 3.0842 gramos de cloro (Cl2), por su parte 1 gramo de cloro forma un xido con 0.2256 gra-mos de oxgeno y el xido de sodio se forma cuando reaccionan 1 gramo de oxgeno con 2.8738 gramos de sodio (Ley de las proporciones recprocas).

Cuentaque sabesLO

TICTICTIC



Figura 1.3 Representacin del experimento. En uno de los tubos se formar hidrgeno y en el otro, oxgeno.

Actividad experimental

Electrlisis del agua

Materiales

Medio litro de agua (H2O).100 gramos de bicarbonato de sodio (NaHCO3).Envase de plstico de boca ancha.4 pilas de 1.5 voltios.2 cables con las puntas peladas.2 tubos de ensayo.

Se llama electrlisis del agua a la reaccin de descomposicin del agua mediante la aplicacin de una diferencia de potencial. La ecuacin qumica correspondiente es:

2 H2O 2 H2 + O2Procedimiento

1. Disuelve el bicarbonato en el agua y monta un sistema como el de la figura 1.3 para llevar a cabo la electrlisis de una muestra de agua.

Obtiene, registra y sistematiza la informacin para responder a preguntas de carcter cientfico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realizacin de actividades de su vida cotidiana.

C O M p E t E N C i A S

Disciplinares

2. para colocar cada tubo de ensayo primero llnalo por completo de agua, tpalo bien con el dedo, sumrgelo en el agua cuidando que no le entre aire y colcalo boca abajo. Conecta en serie las pilas. introduce el extremo de cada cable en cada tubo. En cuanto conectes los otros extremos a las pilas se empezarn a formar burbujas en ambos tubos; uno ser hidrgeno y el otro oxgeno.

3. Discutan por equipo qu mediciones y clculos tendran que hacer en este sistema para comprobar experimentalmente las leyes ponderales de las reacciones qumicas.

4. Comenten con su profesor lo que planearon y realicen las pruebas que les indique.5. Despus de llevar a cabo el experimento, escribe cmo se pueden identificar las

leyes ponderales, representa las reacciones realizadas y anota los clculos este-queomtricos correspondientes.

Frmula mnima y composicin porcentual

Cuandosetratadecaracterizarunasustancianueva,cuyafrmulasedesconoce,sehaceunanlisisdecomposicinporcentual.Esteestudioindicaquporcentajede

hidrgenooxgeno

Cuentenque sabenLO

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16 Qumica 2

la masa total del compuesto corresponde a cada elemento. Por ejemplo, para una sustancia conocida, como el nitrato de amonio NH4NO3, se puede calcular la com-posicin porcentual a partir de la frmula que nos indica la relacin molar entre los elementos presentes:

2 14 g/mol80 g/mol 100 35%%N

4 1.01 g/mol80 g/mol 100 5%%H

3 16 g

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