Uno de los propósitos de la ciencia es adquirir conocimientos que permitan a los pueblos alcanzar el bienestar material e intelectual. Día con día la




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fecha de publicación01.11.2015
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____________________________INTRODUCCION

Uno de los propósitos de la ciencia es adquirir conocimientos que permitan a los pueblos alcanzar el bienestar material e intelectual. Día con día la investigación científica nos ofrece resultados sorprendentes de las combinaciones de sustancias para ofrecernos productos de importancia vital, además, se han hecho descubrimientos que nos permiten transitar entre el mundo submicroscópico de electrones y positrones hasta el mundo de astros y galaxias.

A finales de la edad media, empiezan a surgir serios cuestionamientos aceca de las que hasta entonces se consideraban como “verdades absolutas”, aún cuando no tenían fundamento alguno, ya que se daba crédito a murmuraciones que afirmaban conocer los procedimientos para transformar en oro todos los demás metales (transmutación). La química, que en esa época aún no alcanzaba el rango de ciencia, se caracterizaba por un conjunto de conceptos complejos y heméticos que recibían el nombre de alquimia.

En el siglo XVIII, Lavoisier, que se destacaba por su mentalidad científica apoyada siempre en el rigor experimental, marca el punto de partida de la química moderna con la publicación de su célebre obra tratado elemental de química e impone el uso de la balanza en la medición de los experimentos químicos. Esta metodología se sigue practicando en nuestros días, aunque, como es de suponer, el avence de la tecnología nos ha llevado a facilitar cualquier tipo de análisis químico con la invención de nuevos aparatos e instrumentos y, por supuesto, con el uso de las computadoras aplicadas a los procesos químicos. Todos estos procedimientos tienen su base fundamental en la ley química expresada por Lavoisier: La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

El presente trabajo ha sido elaborado teniendo como base los contenidos programáticos establecidos en la Reforma Curricular de Bachillerato Tecnológico de acuerdo con la Subsecretaría de Educación e Investigación Tecnológicas y con la aplicación de las secuencias didácticas con sus respectivas competencias y atributos.

A fín de facilitar el aprendizaje de esta asignatura, es necesario que el alumno maneje los contenidos del programa de Quimica I, y que tenga conocimientos elementales de matemáticas, física y biología. Esta actividade se divide en dos aspectos fundamentales: primero trata sobre la estequiometria y el segundo sobre la nomenclatura de la química orgánica.

MAR

QUIMICA II
1 ESTEQUIOMETRIA

INTRODUCCION

La química busca contribuir al desarrollo de la humanidad al estudiar las sustancias y sus transformaciones. Un buen número de los fenómenos que ocurren en el mundo que nos rodea se llevan a cabo mediante los cambios en los que unas sustancias se transforman en otras.

Usualmente, los reinos animal y vegetal suministraban los materiales naturales para la elaboración de los satisfactores como utensilios, techo, vestido y calzado. En la actualidad se producen cada vez mayor cantidad de materiales sintéticos a partir del petróleo, de la ulla y de gases naturales. La vida moderna está llena de sustancias sintéticas como plásticos, medicamentos, fertilizantes, insecticidas. Etc., sin embargo, para disfrutar de los veneficios que nos traen los avances de la ciencia y de la tecnología es necesario conocer las propuedades de las sustancias y aplicarlas adecuadamente.

Para abordar los temas tratados en este texto requieres dominar los temas conrrespondientes a la primera asignatura de quimica, acorde con el programa de Bachillerato Tecnológico de la Dirección General de Educación Tecnológica Industrial con sus respectivas secuencias didácticas.
Actividades de apertura
COMPETENCIAS

4.- Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la

utilización de medios, códigos y herramientas apropiadas.

ATRIBUTOS. Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue.
1. Se conoce y valora a si mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los

objetivos que persigue.

ATRIBUTOS. Elije alternativas y curso de acción con base en criterios sustentados y en

el marco de un proyecto de vida.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos

establecidos.

ATRIBUTOS. Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.

Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e

interpretar información.

ACTIVIDADES

La estequiometría, es la rama de la química dedicada al estudio de las relaciones entre las cantidades de reactivos y productos que participan en reacciones químicas.

La palabra estequiometría fue establecida en 1792 por el químico alemán Jeremías B. Richter para designar la ciencia que mide las proporciones según las cuales se deben combinar los elementos químicos. Richter fue uno de los primeros químicos que descubrió que las masas de los elementos y las cantidades en que se combinan se hallan en una relación constante

Una ecuación química es esencialmente una relación que muestra las cantidades relativas de reactivos y productos involucrados en una reacción química.

Para efectuar los cálculos estequiométricos se siguen una serie de etapas. Primero se escribe la ecuación química igualada. Puesto que lo más fácil es utilizar relaciones de moles como base de cálculo, la segunda etapa consiste en transformar en moles la información suministrada. En la tercera etapa se examinan las relaciones molares en la ecuación química para obtener la respuesta a la pregunta que haya sido formulada. En esta etapa hay que tener en cuenta si alguno de los reactivos es un reactivo limitante, que es aquel reactivo que está presente en la cantidad estequiométrica más pequeña de manera que determina la cantidad máxima de producto que se puede obtener.
CO2 + H2O H2CO3 Ácido Carbónico.

FO2 + H2O H2FO3 Ácido Fluoroso.

BrO2 + H2O H2BrO4 Ácido Bromoso.
Tomando en cuenta las características del texto, contesta las siguientes preguntas:

1.- ¿Qué interpretación darías de la palabra estequiometría?

2.- ¿Que es una reacción química, según el argumento de la introducción?

3.- Escribe una reacción química por medio de la ecuación química.

4.- De una reacción química. ¿Cuáles son los reactivos y cuales los productos?

5.-¿ Que es lo que demuestra una ecuación química en una reacción química?

6.- ¿Qué significa una ecuación química balanceada o igualada?

7.- ¿A que se debe la expresión de reactivo limitante?

8.- ¿Qué es una ecuación química y cuáles son las partes que la compone?

9.- En esta reacción química: N2O5 + H2O 2HNO3

10.- ¿Qué tipo de fenómeno sucede?

11.-¿Qué cantidad de pentaoxido de dinitrogeno se requiere combinar con el agua para

calcular 300 gr. de ácido nítrico?


Actividades de desarrollo
COMPETENCIAS

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

ATRIBUTOS. Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y

Dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y

obstáculos.

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

ATRIBUTOS. Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de

conocimiento.

Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su

vida cotidiana.

4. escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la

utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

ATRIBUTOS. Identifica las ideas clave en un contexto o discurso oral e infiere

conclusiones a partir de ellas.

ACTIVIDADES

Tomando como base las leyes fundamentales y las reacciones químicas; el alumno ejemplificará los métodos para balancear algunas ecuaciones químicas y realizará cálculos para determinar masa y volumen de algunas reacciones estequiométricas.
En el anexo siguiente, los alumnos desarrollarán las siguientes actividades:

a) Por equipo realizará una exposición sobre las leyes fundamentales.

b) Por equipo realizarán una exposición sobre balanceo de ecuaciones por el método de

tanteo, redox y algebraicos.

c) En forma individual, Resolverán ejercicios de aplicación sobre los cálculos químicos.

d) Solicitar a los alumnos que hagan una lista de 10 sustancias, identificando que

elementos podrán contaminar en nuestro medio y en qué cantidad, consultando

bibliografías o el internet (extraclase).

e) pasarán al pizarrón anotando los nombres de los elementos contaminantes solicitados y

anotarán una ecuación química donde interviene con su notación balanceada.

f) Recordando a los alumnos sobre el tema de balanceo de ecuaciones por redox y

algebraicos, por sus complicaciones se realizará una sesión de ejercicios.

g) Del tema: cálculos químicos, se corroborará con ejercicios individual en el salón de

clases.

h) Se realiza una actividad experimental; sobre “estequiometría”.
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1

MOL Y MASA MOLAR


INTRODUCCION:

El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

Dada cualquier sustancia (elemento químico, compuesto o material) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Esta definición no aclara a qué se refiere con cantidad de sustancia y su interpretación es motivo de debates,1 aunque normalmente se da por hecho que se refiere al número de entidades.

La masa molar (símbolo M) de un átomo o una molécula es la masa de un mol de dicha partícula expresada en gramos. Es una propiedad física característica de cada sustancia pura. Sus unidades en química son los gramos por mol (g/mol o g mol−1). Esta magnitud tiene el mismo valor numérico que la masa molecular de dicha partícula, pero en vez de estar en unidad de masa atómica está en gramos/mol. La masa molar está relacionada con el peso molecular o masa molar relativa (Mr) de un compuesto, con las masas atómicas relativas o pesos atómicos estándar de los elementos constituyentes. Sin embargo, debe ser distinguida de la masa molecular, que es la masa de una molécula (de cualquier composición isotópica) y no está directamente relacionada con la masa atómica, que es la masa de un átomo (de cualquier composición isotópica).

OBJETIVO:


Identificar la cantidad de materia correspondiente a un mol de sustancias de uso común: calcular el número de átomos, moléculas y moles presentes en una cantidad dada de una sustancia.

MATERIAL SUSTANCIAS

1 tabla periódica Un trozo de cobre o alambre de cobre suficiente: Cu

1 balanza granataria Un trozo o piezas de aluminio suficiente: Al

5 vidrios de reloj Un trozo de cinc o piezas de cinc suficiente: Zn

3 vasos de 500 ml un trozo de plomo: Pb


1 vaso de 100 ml 20 clavos de 1.5’

1 probeta de 100 ml Una bosita de cloruro de sodio (sal común): NaCl

2 pipetas graduadas de 5 ml Agua destilada: H2O

1 espátula Alcohol etílico: C2H5OH

Sacarosa (azúcar de mesa): C12H22O11


Bicarbonato de sodio: NaHCO3
DESARROLLO:
1. masas molares de elementos metálicos
Consulta la tabla periódica y especifica la masa de un mol de átomos de cobre, Cu, Aluminio, Al, Zinc, Zn, Hierro, Fe, y plomo, Pb. Anota los valores en la siguiente tabla.






Cobre, Cu

Aluminio, Al

Zinc, Zn

Hierro, Fe

Plomo, Pb

Masa molar

















Etiqueta los vidrios de reloj con el símbolo y la cantidad correspondiente a la masa de un mol de cada uno de los elementos. Pesa en la balanza granataria 1 mol de átomos de cada uno de los metales y deposita en el recipiente correspondiente.

Observa las muestras, haz un dibujo y compara sus masas y volumenens.





Masa molar

http://2.bp.blogspot.com/_ivijlecpkak/slf-drt7e8i/aaaaaaaaass/0vopg6meiwa/s320/vidrioreloj.jpg

1 mol de Cu

http://2.bp.blogspot.com/_ivijlecpkak/slf-drt7e8i/aaaaaaaaass/0vopg6meiwa/s320/vidrioreloj.jpg

1 mol de Al

http://2.bp.blogspot.com/_ivijlecpkak/slf-drt7e8i/aaaaaaaaass/0vopg6meiwa/s320/vidrioreloj.jpg

1 mol de Zn

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1 mol de Fe

http://2.bp.blogspot.com/_ivijlecpkak/slf-drt7e8i/aaaaaaaaass/0vopg6meiwa/s320/vidrioreloj.jpg

1 mol de Pb



OBSERVACIONES
1.- ¿Cuál muestra tiene mayor masa?
2.- ¿Cuál muestra tiene mayor número de átomos?
3.- Ordena los elementos, según su masa molar, de menor a mayor.

< < < <

CONCLUSIONES
1.- ¿De qué depende la masa de un mol de un metal?
2.- ¿Cuántos átomos tiene un mol de un elemento? ¿Es un número constante o cambia su valor según el tipo de elemento?
3.- ¿Por qué las masas molares de los elementos no son iguales?

2. Volumenenes molares e elementos metálicos
1.- Calcula el volumen molar de cada uno de los metales de la parte expwerimental 1.1.1. para ello se te proporcionan las densidades de los elementos escogidos. Anota los resultados en la columna correspondiente.


Metal

Masa molar g/mol

Densidad g/ml

Volumen molar ml/mol

Cobre: Cu

63.55

8.95

7.10

Aluminio: Al




2.70




Cinc: Cu




7.14




Hierro: Fe




7.87




Plomo: Pb




11.34






2.- Ordena los elementos, según su volumen molar, de menor a mayor
< < < <

3.- ¿Cómo puedes determinar en forma experimental el volumen molar de un elemento metálico? Describe una propuesta y presentala al maestro para su aprobación. Solicita el material de laboratorio que requieras y determina el volumen molar de dos elementos. Compara los resultados experimentales con los de la tabla anterior.
PROPUESTA

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Comparación de resultados:

Nombre del metal

Volumen molar calculado

Volumen molar experimental

Observaciones con respecto a los obtenidos


























CONCLUSIONES

1.- ¿por qué los volúmenes molares de los metales no son iguales?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Masas molares de compuestos sólidos
1.- Calcula, con ayuda de la tabla periódica, la masa molar de cada uno de los compuestos indicados en la siguiente tabla.

Cantidad

Nombre de la sustancia

Fórmula química

Masa molar (g/mol)

1.0 mol

Cloruro de sodio

NaCl




1.0 mol

Bicarbonato de sodio

NaHCO3




1.0 mol

Sacarosa

C12H22O11






2.- Etiquete los vasos de precipitados con las siguientes especificaciones: Nombre de la sustancia, su fórmula química y su masa molar.

3.- Pesa en la balanza granataria la cantidd correspondiente a la masa molar de cada una de las sustancias estudiadas y deposítala en el recipiente previamente etiquetado.

4.- Observa las muestras, haz un dibujo y compara sus masas y volúmenes. En los dibujos indica hasta qué volumen en el vaso alcanza, aproximadamentes, cada una de las muestras

material de laboratorio material de laboratorio material de laboratorio

1 mol de 1 mol de 1 mol de

Cloruro de sodio: NaCl bicarbonato de sodio: NaHCO3 sacarosa: C12H22O11

Observaciones:

1.- ¿Cuál muestra tiene mayor masa?

_________________________________________________________________________

2.- ¿Cuál muestra tiene mayor volumen?

_________________________________________________________________________

3.- ¿Cuál muestra tiene mayor número de moléculas?

_________________________________________________________________________

4.- Ordena los compuestos, según su masa molar, de menor a mayor.
< <
CONCLUSIONES:

1.- ¿De qué depende el volumen que ocupa un mol de un compuesto sólido?

_________________________________________________________________________

2.- ¿De qué depende la masa de un mol de u n compuesto?

_________________________________________________________________________

3.- ¿Cuántos átomos en total tiene un mol de un compuesto?

_________________________________________________________________________

4.- ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en un mol de bicarbonato de sodi?, NaHCO3?

_________________________________________________________________________

5.- ¿Cuántos átomos en total hay en las tres muestras? Efectúa los cálculos.

_________________________________________________________________________
4. Masas molares de compuestos líquidos
Los líquidos son las fáciles de manejar por volumen que por masa, así que si se conoce su densidad se puede medir el volumen que corresponde a la masa calculada.


1.- Determina la masa y el volumen que correspondan a la cantidad de moléculas indicadas en la tabla. Considera que la densidad del agua = 1 g/ml y del alcohol etílico = 0.789 g/ml.


NOMBRE DE LA SUSTANCIA

FORMULA MOLECULAR

MASA MOLAR G/MOL

CANTIDAD DE MOLÉCULAS

MASA DE LA MUESTRA

VOLUMEN DE LA MUESTRA

Agua

H2O




6.02x1023







Alcohol etílico

C2H5OH




6.02x1023








2.- Mide con la probeta el volumen calculado de cada muestra. Compara las masas y volúmenes de las muestras. Compara las masas y volúmenes de las muestras. ¿Son iguales? Anota tus conclusiones.

________________________________________________________________________



6.020 x 1023 moléculas de H2O 6.020 x 1023 moléculas de C2H5OH

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