Química 2

Química 2
Índice:
Competencia I…………………………………………………………………………………………………………………………..20
FORMULAS DE COMPUESTOS
Saberes
1. Formulas de los Compuestos Químicos
Ejemplos
1. Componentes de las formulas químicas
Ejercicios
1. ¿Cuántos sabes?
Práctica
1. Obteniendo las formulas químicas a partir de los ingredientes de un suplemento alimenticio
Competencia II…………………………………………………………………………………………………………………………..30
ECUACIONES QUÍMICAS
Saberes
1. Concepto de ecuación Química Ejemplos
1. Tipos de ecuaciones Químicas a sus aplicaciones Ejercicios 1. Sus componentes y la identificación de las ecuaciones químicas Práctica
1. Aplicando las ecuaciones químicas Competencia III……………………………………………………………………………………………………….………………..42
BALANCEO DE ECUACIONES
Saberes
1. El balanceo de ecuaciones químicas
Ejemplos
1. Método por tanteo 2. Método redox Ejercicios 1. Aplicando la ley de la conservación de la materia Práctica
1. Vayamos a la práctica Competencia IV………………………………………………………………………………………………………………………..53
RECONOCERÁ LOS TIPOAS DE SOLUCIONES QUE PARTICIPAN EN UNA REACCIÓN QUÍMICA
Competencia V………………………………………………………………………………………………………………………..63
RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS
Saberes
1. Masa Atómica 2. Molalidad 3. Molaridad 4. Normalidad 5. Porcentual Ejemplos
1. Haciendo cálculos para determinar; la Masa Molecular, el Volumen, cantidad de soluto y el numero de moles en las soluciones Ejercicios 1. Como preparar una solución Práctica
1. Vayamos a la práctica
Competencia VI………………………………………………………………………………………………………………………..76
APRENDE A CONOCER LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE ACIDOS Y BASES
Competencia VII………………………………………………………………………………………………………………………..88
ANALIZAR LA QUÍMICA DEL CARBONO
Saberes
1. Hidrocarburos 2. Isómeros 3. Derivados halógenos Ejemplos
1. Qué fácil es Química Ejercicios 1. Aplicando Nomenclatura Práctica
1. Propiedades de los compuestos con carbono
Este curso tiene como objetivo, que el alumno adquiera los contenidos fundamentales de la
química, desarrolle habilidades de pensamiento, de comunicación y que a la vez le permitan
utilizarlos en la resolución de problemas de la vida cotidiana.
El alumno tendrá la habilidad para nombrar y representar a los cambios químicos que
suceden en las sustancias, elementos y compuestos químicos, realizar los cálculos
necesarios para la preparación de soluciones así como identificar a los hidrocarburos tanto
en sus componentes, como en sus formas estructurales. Todo lo anterior con el único fin de
enriquecer su nivel de aprendizaje.
Estas notas también constituyen un manual técnico que presenta Prácticas del laboratorio
que capacitan al alumno y los complementan con las clases (profesor-alumno-laboratoriomedio ambiente), ya que hemos visto, que de otra forma es difícil aprender el fascinante
mundo de la química. Para apropiarse del aprendizaje de una ciencia experimental, como la
Química, es necesario realizar actividades y experimentos sencillos. Para realizar cualquier
experimento ten en cuenta las recomendaciones de seguridad y trata de evitar situaciones
riesgosas.
Página
16
Página de Página
17
Página de Bienvenido al modulo II de la asignatura de Química, tienes en tus manos
un libro que fue elaborado pensado en ti. Te invitamos a que saques el
mayor provecho a esta obra, ya que Juntos emprenderemos un viaje por
el maravilloso mundo de la química. En este curso estudiarás cómo el ser
humano es capaz de construir explicaciones en torno a los fenómenos
naturales. Tendrás diversas actividades que te ayudaran a comprender la
importancia de la Estequiometria y la Química del carbono temáticas
fundamentales en este curso. Tendrás un mayor acercamiento en la
comprensión de las formulas y ecuaciones químicas, así como de las
soluciones y los tipos de reacciones mas utilizadas.
Página
18
Página de Página
19
Página de FORMULAS DE COMPUESTOS
1
1.- Formulas de los Compuestos Químicos
1.-Componentes de las formulas químicas
1. ¿Cuántos sabes?
1. Obteniendo las formulas químicas a partir de los ingredientes de un suplemento
alimenticio.
Página
20
Página de La química es fundamental para la producción de nuevos materiales que facilitan la vida
diaria, razón por la cual esta ciencia siempre influye en la vida de todo ser humano. En este
curso estudiarás cómo el ser humano es capaz de construir explicaciones en torno a los
fenómenos naturales.
Aprenderás que el nombre de cualquier compuesto químico tiene su formula basado en las
normas de los sistemas de nomenclatura química. Para los efectos de nombrar la gran
variedad de compuestos químicos, es necesario agruparlos en categorías.
Los ejemplos y practicas están hechas de tal manera que logres entender los fenómenos que
te rodean, tal es el caso de la combustión, fenómeno en el cual a diario utilizas. Es por eso,
nuestro interés de que al final logres ser competente al hacer uso y aplicaciones de tus
conocimientos adquiridos de química.
Te recomendamos que en el desarrollo de las prácticas trabajes en equipo con algunos de
tus compañeros para que así compartan el material y la herramienta necesarios, sin embargo
te recordamos también que las competencias se adquieren individualmente, por lo que
deberás ser responsable y ordenado en tus actividades.
Página
21
Página de ATRIBUTOS DE
LA
COMPETENCIA
9
9
9
Aprende de la importancia de las formulas químicas.
Maneja los diferentes tipos de formulas químicas.
Sera capaz de comprender la composición de la
materia por medio de formulas químicas.
Al finalizar estas actividades, el alumno podrá entender que las
sustancias químicas se representan por medio de una formula,
RESULTADO DE
llamada formula química y estas a la vez utilizadas para
APRENDIZAJE
entender las reacciones químicas, debido a que están en el
contexto de la vida cotidiana.
Investiga en cualquier libro de química las siguientes preguntas y escribe las respuestas en el
espacio correspondiente.
1.- ¿Que entiendes por química?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
2.- ¿Para qué nos sirven las formulas de los compuestos?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
3.- ¿Que significa IUPAC?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
4.- ¿Qué indica una formula química?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
5.- ¿Cuáles son los componentes en una formula química?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
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22
Página de Nombre
Formulas de los Compuestos Químicos
No.
1
Instrucciones
Analiza la información que se presenta y aclara cualquier duda con su
para el
profesor
Alumno
*Estructura de los
Manera
compuestos químicos
Saberes a
Didáctica
Mediante exposición y tareas
adquirir
*Tipos de Formulas
de
Lograrlos
Debido a la enorme cantidad de compuestos que la química
maneja, se hace imprescindible la existencia de un conjunto de
reglas que permitan nombrar, de igual manera, en todo el mundo
científico un mismo compuesto; de no ser así, el intercambio de
información entre los países seria de nula utilidad. Los químicos, a
consecuencia de una iniciativa surgida en el siglo pasado,
decidieron representar de una forma sencilla y abreviada cada una
de las sustancias que se manejan, la escritura en tipo de clave de
cualquier sustancia constituye su formula.
Todas las sustancias utilizadas en la actualidad, son representadas
por medio de una combinación de símbolos químicos de los
elementos que las constituyen, Esta forma de representación fue
introducida por el químico sueco Jacobo Berzelius (1979-1848).
Esta representación, nos indica los elementos que participan y en qué cantidad en átomos lo
hacen cada uno de ellos y estos a la vez se representan como subíndice.
La sacarosa es un compuesto que a diario consumimos, para obtener su formula química es
necesario empezar por el análisis cualitativo basado en la nomenclatura ¿de qué elementos
químicos está formada?, Posteriormente por el análisis cuantitativo ¿Cuánto hay de cada
elemento?
C12H22O11
Página
23
Página de SACAROSA
Las formulas químicas son parte del lenguaje de la química, y es necesario que comprendas
correctamente la notación empleada. Para objeto de estudio es necesario conocer las dos
formas más utilizadas para representar a los compuestos.
Formula condensada
Formula desarrollada
H 2O
H −O− H
Cl2 O
Cl − O − Cl
CO2
O−C −O
2 H 2 SO4
No. Moléculas
Elemento
Subíndice
Glucosa
Página
24
Página de Nombre
Componentes de las formulas químicas
No.
1
Instrucciones Revisa los contenidos sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
este apartado
para el
Alumno
Manera
Se recomienda hacer observaciones, un
Orden y
Actitudes a
Didáctica
análisis y desde luego con una
formar
Responsabilidad
de
participación activa de todo el alumnado.
Lograrlas
Competencia
Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de
s Genéricas a
métodos establecidos.
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Realiza el análisis de las formulas químicas, y comenta en clase las dudas
que resulten de manera que al final de la sesión, sean aclaradas por el
profesor.
Continuando con el estudio de las formulas químicas, es necesario conocer perfectamente los
símbolos de los elementos químicos de la tabla periódica, dicho de otra manera, el
memorizarlos trae grandes ventajas y facilita el estudio de las formulas, ya que en ellas se
indican los elementos que la constituyen y la relación numérica en que intervienen sus
átomos.En la siguiente tabla se muestran algunas formulas de los compuestos más
conocidos y utilizados.
Formula Química
NaCl
HCl
C 19 H 19 N 7 O 6
Nombre Químico
Cloruro de Sodio
Acido Clorhídrico
Acido Fólico
H 2 O2
Peróxido de Hidrogeno
H 2O
Agua
C 4 H 10
Gas Butano
C6H
12
O6
Glucosa
Página
25
Página de Nombre
¿Cuánto sabes?
No
.
1
Instrucciones Contesta los ejercicios de acuerdo a tus conocimiento generales de
para el Alumno química, si tienes duda pide ayuda tu profesor o con tus compañeros.
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Utilizando esta guía, y ejercicios de
otras fuentes de información y
tendrás
mayores habilidades y
destrezas para lograrlo.
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
El alumno investiga acerca de las diferentes tipos de formulas químicas;
condensada y desarrollada y emplea los conocimientos adquiridos para
distinguirlos.
Marca la respuesta que consideres correcta y contestar cuando te lo indique.
1.- ¿Cuál de las siguientes formula química corresponde a un hidruro?
b) NaOH
c) H 2 S
d) H 2 SO4
a) CaH 2
2.- Que nombre corresponde a la siguiente formula química H 2 SO4
a) Acido Nítrico
b) Acido sulfúrico c) Hidróxido de Sodio
d) Acido Clorhídrico
3.- ¿Cuál de estas formulas químicas corresponde con el acido fosfórico?
a) H 3 PO4
b) H 2 CO3
c) HNO3
d) H 2 SO4
4.- ¿Cuál será el subíndice x en la formula química H 3 Px O4 ? si la masa molecular del
compuesto es igual a 97.994 uma.
b) x = 3
c) x = 1
d) x = 4
a) x = 2
5.- En la formula química del nitrato de potasio KNO 3 , el subíndice 3 del oxigeno representa.
a) 3 moléculas
b) 3 moles
c) 3 átomos
d) No se
6.- La miel de abeja se compone de fructosa, agua y glucosa, Su color y sabor dependen de
la edad de la miel y de la fuente del néctar. Las mieles de color claro suelen ser de mejor
calidad que las oscuras. La Glucosa tiene como formula química C 6 H 12 O6 . Si 500 abejas
trabajan durante 15 días, para recolectar 1.5 litros de miel. a) ¿Esas mismas abejas para
recolectar 3.8 litros. ¿Cuantos días tendrán que trabajar?
a) 35 días
b) 48 días
c) 38 días
d) No se
7.- La molécula del compuesto que produce la formación de la lluvia acida contiene un átomo
de azufre y tres de oxigeno. ¿Cuál será su formula química?
Página
26
Página de 8.-El óxido de calcio, que conocemos como cal o cal viva, se utiliza principalmente en la
fabricación de vidrio y en la construcción. a) Cual será su formula química? b) ¿Cuántos
moles de oxido de calcio hay en un bulto que pesa 50 Kg?
a) CaO2 , ______ Mol
b) Ca3 O2 , ______ Mol
c) CaO , ______ Mol
d) Ca3O3 , ______ Mol
9.- Cual será su formula química de cada uno de los siguientes compuestos.
a) Fenol
_______________
b) Benceno
_______________
c) Metanol
_______________
d) Oxido de Magnesio
_______________
e) Nitrato de potasio
_______________
10.- En la siguiente formula química 3H 2 SO4 ¿Cuál será el análisis cualitativo y cuantitativo?
Cualitativo:
Cuantitativo:
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
Página
27
Página de Nombre
Competencia
a Desarrollar
Obteniendo las formulas químicas a partir de los
No.
1
ingredientes de un suplemento alimenticio.
Aplica los conocimientos necesarios para obtener las formulas químicas a
partir de los nombres de los ingredientes de cualquier producto utilizado en
la vida cotidiana.
9 Identifica los elementos que integran las formulas químicas
9 Logrará obtener el numero de átomos de cada elemento que forman la
Habilidades
formulas química.
9 Podrá comprobar que las formulas químicas son parte fundamental en
el estudio de esta asignatura.
Ten a la mano una tabla periódica de los elementos químicos y estar muy
Instrucciones
atento a las recomendaciones del maestro para llevar a cabo la práctica,
para el
haciendo uso del material en este caso la etiqueta de ingredientes de un
Alumno
suplemento alimenticio.
Instrucciones
Indicar la forma de hacerlo, proporcionar el material o indicar como
para el
adquirirlo y asistir a los alumnos.
Docente
Etiqueta de un producto
Recursos
Tabla periódica
materiales de
Reglas de la IUPAC
apoyo
Manera
Orden
Actitudes a
Didáctica Realizar la práctica en el tiempo indicado
formar
Responsabilidad
y realizarla con el orden mostrado.
de
Lograrlas
Competencia
s Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
La actividad practica requiere que se haga individualmente, por lo que se
deben tener conocimientos de cómo hacerlo, de no ser así se debe
investigar mostrando iniciativa e interés.
Página
28
Página de PROCEDIMIENTO:
En base a la etiqueta y con la ayuda de la tabla periódica obtener la formula química de los
compuestos que forman el producto, colocando en el lado izquierdo el nombre y en el lado
derecho su formula química.
ETIQUETA
INGREDIENTES
Ácido Cítrico, Gluconato de Magnesio, Niacina (Vitamina B3),
Ácido Ascórbico (Vitamina C) Fosfato Tricálcico, Dióxido de
Silicio, Mononitrato de Tiamina (Vitamina B1), Retinol
(Vitamina A), Sulfato
ferroso, Clorhidrato de Piridoxina
(Vitamina B6), Cloruro de Sodio, Tocoferol (Vitamina E), Color
amarillo ≠5, Mango Deshidratado, Piña Deshidratada y Fresa
Deshidratada.
Resultados:
Nombre de la sustancia
1.- Ácido Cítrico
2.- Gluconato de Magnesio
3.- Niacina (Vitamina B3),
4.- Ácido Ascórbico (Vitamina C)
5.- Fosfato Tricálcico
6.- Dióxido de Silicio
7.- Mononitrato de Tiamina (Vitamina B1),
8.- Retinol (Vitamina A),
9.- Sulfato ferroso
10.- Cloruro de Sodio
Formula química
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
_______________
Página
29
Página de 1. Ecuaciones Químicas
2
1.- Concepto de ecuación Química.
1.- Tipos de ecuaciones Químicas y sus aplicaciones.
1.- Sus componentes y la identificación de las ecuaciones química
1.- aplicando las ecuaciones químicas
Página
30
Página de Hola me da gusto que te des la oportunidad de aprender química, no hagas caso de que es
muy difícil de entender, prepárate ha llegado el momento de introducirnos en el maravilloso
mundo de la química, en este caso me toca a mí enseñarte todo lo relacionado con las
ecuaciones químicas. Es importante que comprendas la definición, y desde luego toda la
simbología utilizada, los diferentes tipos que existen, sus aplicaciones, sus usos, así como los
cuidados que debes de tener al estar trabajando en el laboratorio, porque es ahí donde
empiezan sus aplicaciones.
Una ecuación química es la taquigrafía que los científicos usan para describir una reacción
química. ¿Tú sabes que es una reacción química? Si no sabes o no recuerdas no te
preocupes. Una reacción química es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) se
transforma en una o mas sustancias nuevas y las ecuaciones químicas son el modo de
representarlas.
Estas reacciones químicas de las cual te hablo ocurren a nuestro alrededor, por ejemplo:
cuando tu mamá enciende un fósforo para calentar la comida o cuando tu papá enciende el
auto para llevarte a la escuela. Ahora te das cuenta de la importancia de aprender química,
como te darás cuenta, la necesitamos para vivir y gracias a la química se deben grandes
adelantos.
Gracias por la oportunidad que me das, de continuar ensañándote química, ahora quiero que
veas algún objeto de madera, ahora imagínatelo encendido, cuanto humo verdad. Que te
parece si juntos armamos el rompecabezas aplicando química.
Agua
D
Oxigeno B
Cerillos
A
Humo (Dióxido
de carbono)
C
Objeto de
madera
A
La ciencia ha demostrado, que al quemar algún combustible, objeto de madera u otra cosa,
se produce Dióxido de carbono y agua. Estos cambios en la materia se deben a que ocurrió
una reacción química, en donde los reactivos se convirtieron en productos. Apliquemos las
ecuaciones químicas.
A
+
B
∆ C
+
D
Madera
+
cerillos
Dioxido de carbono
+
agua
Oxigeno
Esta es una de las ventajas que se tiene al representar una reacción química por una
ecuación química. Esta representación escrita proporciona información acerca de lo que ha
ocurrido en este fenómeno.
Página
31
Página de ¿Cómo te sientes? ¿Podemos continuar? Observa esta imagen, es una empresa que
produce pan, que distribuye a toda una ciudad, también aquí podemos aplicar las ecuaciones
químicas. ¿Sabes cómo? bien te felicito.
ATRIBUTOS DE
LA
COMPETENCIA
RESULTADO
DE
APRENDIZAJE
9 Manejar conceptos fundamentales sobre reacciones
químicas
9 Representar las reacciones químicas de acuerdo a la
simbología requerida por las ecuaciones químicas.
Comprende las reacciones que ocurren a nuestro alrededor
aplicando ecuaciones químicas.
El docente expone al grupo los motivos de esta competencia, mencionara algunas
aplicaciones, apoyado de materiales multimedia
o con demostraciones prácticas
relacionadas con algunas reacciones químicas más importantes.
Actividad para el alumno:
Las empresas que aquí se muestran en las imágenes obtienen sus productos gracias a las
reacciones químicas.
Comenta con tus compañeros sobre algunas otras empresas o aparatos que creas que
funcionen en basa a una reacción química y confírmalo con tu maestro.
Página
32
Página de Nombre
Concepto de ecuación Química.
No.
1
Instrucciones
Revisa los conceptos básicos que se muestran en este apartado
para el
Alumno
Manera
Tipos de
Saberes a
Didáctica Analizando
la
información
y
Ecuaciones
adquirir
de
preguntando cualquier duda
Químicas
Lograrlos
Una ecuación química es una representación escrita que proporciona información acerca de
lo que ha ocurrido en las reacciones químicas. Para entender la información que nos
proporciona es importante que conozcamos las características y las partes que la integran.
En primer lugar, las sustancias participantes se representan con respectivas formulas
químicas es decir:
CO2
H 2O
NaCl
C6 H12O6
Así mismo, es importante indicar el estado físico de los reactivos y productos, antes de
continuar, ¿sabes que es un reactivo?, déjame ayudarte, pues bien es la materia con la que
vas a experimentar, con la finalidad de obtener o producir otra y que puedes utilizarla para
llevar acabo tus actividades diaria, y mucha de las veces también puedes consumir o vender.
Se me viene a la mente la definición de química, donde estable que es la ciencia que estudia
la materia, la estructura, su composición como también la energía, pero sobre todo en la
transformación en productos útiles a la sociedad.
El estado físico o estado de agregación de los participantes se indica con letras entre
paréntesis un lado de la formula química de las sustancias. Las letras usadas para indicar el
estado físico son las siguientes.
Estado Físico
Símbolo
Sólido
(s)
Liquido
(l)
Gas
(g)
Acuoso(disuelto en
agua)
(ac), (aq)
Página
33
Página de Otra característica importante en las ecuaciones químicas, son las condiciones de la
reacción, estas condiciones son detalles que aclaran aspecto que son necesarios para que
ocurra la reacción como pueden ser:
Condición
Símbolo
Temperatura
T
Presión
P
Presencia de Luz
Luz
Aplicación de Calor
∆
Catalizador
Ct
Por ultimo, también las ecuaciones químicas contienen símbolos que son parte fundamental,
tales como:
Símbolo
Significado
Da o produce
Reacción reversible
+
Más o se agrega
Gas que se desprende
Precipitado que se
forma
Para entender bien la información que nos proporciona una ecuación química es importante
saber leer su contenido. A continuación se muestra como leer una ecuación química.
Al( s )
+
Fe2O3( s )
Al2O3( s )
+
Fe( s )
Se combina aluminio en estado sólido con oxido ferrico en estado sólido, para dar oxido de
aluminio y Hierro en estado sólido.
Página
34
Página de Nombre
Tipos de ecuaciones Químicas y sus aplicaciones.
No.
1
Instrucciones Revisa los saberes sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
para el
este apartado.
Alumno
Analiza los ejemplos de los diferentes
Manera
Actitudes a
Didáctica tipos de ecuaciones químicas que se dan
Orden
formar
de
en este apartado, es necesario que
Lograrlas preguntes en caso de que tengas dudas.
Competencia
Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo
s Genéricas a
plazo con relación al medio ambiente.
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Que analice la información, para que al final pueda identificar cualquier tipo
de reacción química a la que pertenece.
Una gran cantidad de alimentos que consumimos, son conservados de una forma adecuada,
para que no se echen a perder, dicho de otra manera, para que no se descompongan se
utiliza la refrigeración o la congelación. Cuando los alimentos se descomponen, se dice que
hay una reacción química, donde cambia de color.
Las reacciones químicas se usan en la fabricación de medicamentos, telas, pigmentos,
pinturas, plásticos etc. También las reacciones químicas producen energía para calentar el
agua, encender el motor de un auto, caminar, trabajar, comer en fin.
Al conjuntos de reacciones químicas destinadas a la transformación de nutrimentos y
generar energía para el cuerpo se le denomina metabolismo; la transformación de los
alimentos en sustancias útiles para el organismo se lleva a cabo por medio de reacciones
químicas especificas a través de proteínas llamadas enzimas.
Las reacciones químicas son parte fundamental para el estudio de la química, ya que nos
brindan información muy importante sobre cuáles y cuantos elementos están participando en
la reacción.
Las reacciones para su estudio se clasifican en:
a) Síntesis
b) Sustitución simple
c) Sustitución Doble
d) Descomposición
Página
35
Página de Síntesis
Son aquellas reacciones que ocurren cuando se forma un compuesto a partir de materiales
simples, es decir, son los que se unen químicamente dos o más elementos o compuestos
para formar otros más complejos, se puede definir con la ecuación química:
A + B → AB
Para entender mejor la descripción se tomaran únicamente dos ejemplos para su
demostración
H 2 + O2 → H 2 O
CaCO + CO2 → CaCO3
Sustitución Simple
Las reacciones de sustitución sencilla son aquellas en las que un elemento reacciona con un
compuesto y cambia o desplaza a un elemento de ese compuesto, dando como resultado
otro compuesto diferente, lo que se puede representar con la siguiente ecuación química.
A + B → AB + C
Ejemplo de este tipo:
Zn + HCl → ZnCl2 + H 2
Cl2 + KI → KCl + I 2
Sustitución Doble
Es un tipo de reacción en donde se intercambian los iones o radicales entre compuestos para
formar dos compuestos diferentes; donde se define con la ecuación química siguiente.
AB + CD → AD + CB
Ejemplo de este tipo:
NaOH + HCl → NaCl + H 2O
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3
Descomposición
Es un tipo de reacción fácil de entender, debido a que sus participantes se fragmentan en
elementos o compuestos más sencillos.
BC → B + C
H 2O → H 2 + O2
Al2O3 → Al + O2
Página
36
Página de Nombre
Sus componentes y la identificación de las ecuaciones
química
No
.
1
Instruccione
Concéntrate y aplica todo los conocimientos adquiridos, logrando dar
s para el
resultados favorables a la actividad de enseñanza –aprendizaje.
Alumno
Utilizando esta guía y otras fuentes de
Manera
información y obtendrás las habilidades
Actitudes a
Didáctica
Responsabilidad
requeridas para el estudio de las
formar
de
Lograrlas
ecuaciones químicas.
Competenci
as
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Genéricas a
Desarrollar
Manera
El alumno investiga acerca de los diferentes tipos de ecuaciones químicas
Didáctica de
y emplea los conocimientos adquiridos para distinguirlas.
Lograrlas
I.- De acuerdo a la siguiente ecuación química, contestar lo que se te indique en cada uno de
los puntos.
(CaCO3 )(s ) → CaO(s ) + (CO2 )( g )
a) ¿Cuales son los nombres de los compuestos químicos que participan?
CO2 =_______________
CaO =_______________
CaCO3 =_______________
b) ¿Cuales son reactivos y cuales son productos?
CO2 =_______________
CaO =_______________
CaCO3 =_______________
c) ¿Cuales son los estados de agregación de los compuestos que participan?
( ): _______________
( ): _______________
( ): _______________
d) ¿Cual es la cantidad de átomos en reactivos y en productos de cada uno de los elementos
que participan? Aplicando la ley de la conservación de la materia.
Reactivos
Productos
Ca = _______________
Ca = _______________
C = _______________
C = _______________
O = _______________
O = _______________
e) ¿Cual es el peso atómico de cada elemento que participa en la reacción química?
Ca = _______________
C = _______________
O = _______________
f) ¿Cuales son sus valencias de los elementos que participan?
Ca = _______________
C = _______________
g) A que tipo de Reacción corresponde: _____________
O = _______________
Página
37
Página de h) ¿Sabes para que se utilizan los compuestos que participan?
CaCO3 = __________________________________________________________________
CaO = __________________________________________________________________
CO2 = __________________________________________________________________
II.- Resolver los siguientes problemas
1.- Si pedro tiene 128.50 pesos, y decide comprar CaCO3 ¿Cuantos kilogramos le darán si el
precio por kilo es de 16.95 pesos?
2.-Se requiere fabricar una pintura de color azul, si una primera persona mezcla
H 2O + CaCO3 + Pigmento → P int ura y se lleva un tiempo de 8 horas con 5 minutos. Una
segunda persona realiza la misma actividad con un tiempo de 7 horas y 56 minutos y por
ultimo, una tercera persona realiza la misma actividad, en tan solo 7 horas con 59 minutos.
¿Cual será el tiempo promedio para realizar la fabricación de dicha pintura?
III.-Clasificar las siguientes ecuaciones químicas de acuerdo al tipo que corresponda;
Síntesis, Sustitución Simple o Doble y Descomposición.
Ecuación:
Tipo:
_______________
1.- SO3 + H 2O → H 2 SO4
2.- CuO + H 2 → H 2O + Cu
3.- HNO3 + NaOH → H 2O + NaNO3
_______________
_______________
_______________
4.- H 2CO3 → H 2O + CO2
IV.-Analizar los siguientes casos y escribir si se lleva acabo una reacción química o no.
1.- Hornear un pastel
_______________
2.- Carne cruda en la alacena
_______________
3.- Correr
_______________
4.- Preparar una ensalada
_______________
5.- Una lata de frijoles
_______________
6.- Encender un cerillo
_______________
Página
38
Página de IV.- Cuando ingerimos los alimentos (comer) se lleva a cabo una reacción química dentro
nuestro cuerpo, sin que nos demos cuenta.
Observa la siguiente figura, en ella se ilustra el aparato digestivo, donde ocurre la reacción
química.
Investigar: Que función desempeña cada uno de los siguientes órganos:
1.‐ Hígado
3.- Estómago:
2.- Vesícula Biliar:
4.-Intestino Grueso:
5.-Intestino Delgado:
Página
39
Página de Nombre
Competencia
a Desarrollar
Reacción entre el Sodio y el agua
No.
1
El alumno identificará y comprobará de manera experimental un tipo de
reaccion química inorgánica.
9 Logrará visualizar los cambios químicos de manera física y adecuarlos
al contexto.
9 Podrá identificar de manera reflexiva que las reacciones químicas están
en todos los procesos químicos, biológicos.
Instrucciones Estará muy atento a las recomendaciones del maestro para llevar a cabo la
para el
práctica, haciendo uso del material, reactivos y equipos de manera
Alumno
adecuada.
Instrucciones
Indicar la forma de hacerlo, proporcionar el material o indicar como
para el
adquirirlo y asistir a los alumnos.
Docente
* 1vaso de precipitado de 100 ml
Recursos
* 1 vidrio de Reloj
materiales de * 1 Espátula
apoyo
* Agua destilada
* Un pedacito de sodio (tamaño de una lenteja)
Manera
Actitudes a
Didáctica Realizar la práctica en el tiempo indicado
Orden
y realizarla con el orden mostrado.
formar
Responsabilidad
de
Lograrlas
• Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Competencia
• Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos
s Genéricas a
• Desarrolla innovaciones y propone soluciones a partir de métodos
Desarrollar
establecidos.
Manera
La actividad practica requiere que se haga equipos de trabajo por lo que se
Didáctica de deben tener conocimientos de cómo hacerlo, de no ser así se debe
Lograrlas
investigar mostrando iniciativa e interés de manera colaborativa.
Habilidades
Página
40
Página de DESARROLLO
Objetivo: Realizar un tipo de reacción química de tipo exotérmica, es decir que desprende
calor de manera práctica y sencilla, demostrando que el sodio es un elemento metálico
explosivo.
¿Que necesitas?
Material
* 1 vaso de precipitado de 100 ml
*1 vidrio de Reloj
*1 Espátula
Sustancia
*50 ml de H 2 O destilada
*Un pedacito de sodio (tamaño
de una lenteja)
Procedimiento:
1.- Se colocan los 50 ml de agua destilada en el vaso de precipitado
2.- Se deposita lentamente el pedacito de sodio (Na) en el agua destilada contenida en el
vaso de precipitado.
11
Sodio
22.999
1
Sodio, de símbolo Na, es un elemento metálico
blanco plateado, extremadamente blando y muy
reactivo. El sodio se presenta en la naturaleza
en estado combinado, por ejemplo en el agua
de mar y en los lagos salinos como cloruro de
sodio, NaCl. El sodio comercial se prepara
descomponiendo electrolíticamente cloruro de
sodio fundido. El sodio ocupa el séptimo lugar
en abundancia entre los elementos de la
corteza terrestre. Es un componente esencial
del tejido vegetal y animal.
¿Qué veras?
El pedacito de sodio permanece en la superficie del agua en forma de una esfera brillante.
Esta esferita se desplaza con rapidez por la superficie del agua, con trayectoria errática,
chispotenado y disminuyendo su tamaño hasta que se consume el sodio. De manera sencilla
se realiza la reacción química entre estas dos sustancias quedando de la siguiente forma.
Na + H 2 O → NaOH + H 2
Sabias que:
Esta reacción corresponde al tipo:
_____________
La respiración y la
fermentación son dos
reacciones químicas que
realizamos los seres vivos
para obtener la energía. La
respiración la llevan a
cabo los animales, y las
plantas
Página
41
Página de 3 BALANCEO DE ECUACIONES
3
1.- El balanceo de ecuaciones químicas
1.- Método por tanteo
3.- Método redox
1.- Aplicando la ley de la conservación de la materia.
1.- Vayamos a la práctica
Página
42
Página de Con esta competencia se busca que analices y apliques la ley de la conservación de la
materia en el balanceo de las ecuaciones químicas. Así que pon especial atención y no te
quedes con ninguna duda, puedes acudir a tu maestro, a cualquier libro de química y porque
no al uso de las tecnologías (Internet)
En este apartado te apoyaremos principalmente con una serie de ejemplos y ejercicios
diseñados para que aprendas de una manera fácil. Es para nosotros de suma importancia
que logres el aprendizaje significativo, acerca del balanceo de ecuaciones químicas por los
dos métodos más utilizados; método por tanteo y redox.
ATRIBUTOS DE
LA
COMPETENCIA
RESULTADO
DE
APRENDIZAJE
9 Manejar conceptos fundamentales sobre reacciones
químicas
9 Representar las reacciones químicas de acuerdo a la
simbología requerida por las ecuaciones químicas.
Comprende las reacciones que ocurren a nuestro alrededor
aplicando ecuaciones químicas.
El
docente llevará a cabo actividades grupales de auto diagnostico a fin de conocer el
conocimiento que tienen los alumnos referente al tema. Además enriquecerá la información y
se harán mesas de trabajo para llevar a cabo el análisis de la información. Los ejemplos
expuestos de balanceo de las ecuaciones por los métodos de tanteo y redox son prácticos y
fáciles de manejar.
H 2 + O2 → H 2O
Es la oportunidad para el docente de mencionar algunas aplicaciones, apoyándose de
materiales de multimedia o con demostraciones prácticas relacionadas con el balanceo de
ecuaciones de algunas reacciones químicas más importantes, tales como la reacción de
combustión.
Página
43
Página de Nombre
El balanceo de ecuaciones químicas
No.
Instrucciones
Revisa los conceptos básicos que se muestran en este apartado
para el
Alumno
Manera
Tipos de
Saberes a
Didáctica Analizando
la
información
Ecuaciones
preguntando cualquier duda
adquirir
de
Químicas
Lograrlos
1
y
Una manera de aplicar la ley de la conservación de la materia, que establece que; la materia
no se crea ni se destruye únicamente se trasforma, es por medio del balanceo de ecuaciones
químicas en donde el numero de átomos de las sustancias que participan como reactivos,
deben ser los mismos en las sustancias que resultan como producto. A continuación te
presento una ecuación balanceada.
CH 4 ( g ) + 2O2 ( g ) → CO2 ( g ) + 2 H 2O
Átomos en
Reactivo
1
C
Átomos en
Producto
1
4
O
4
4
H
4
Elemento
El número de átomos de los elementos participantes es el mismo a ambos lados de la
reacción, se dice que se trata de una ecuación química balanceada. Las ecuaciones
químicas sin balancear no representan en forma precisa la reacción que se produce,
cuando trabajemos con ecuaciones de reacción debemos de cuestionarnos si estas se
encuentra balanceada. El principio fundamental del balanceo es que los átomos se
conservan en la reacción química; es decir los átomos de los elementos participantes en
la reacción no se crean ni se destruyen, solo se agrupan de una manera diferente.
Al balancear ecuaciones químicas, es de suma importancia entender la diferencia entre
Un coeficiente antepuesto a la fórmula y el subíndice de la fórmula, se puede observar
que la modificación del subíndice en una fórmula cambia la identidad de la sustancia;
Nunca se debe de modificar los subíndices al estar balanceando una ecuación; por el
contrario si ponemos un coeficiente en la fórmula, lo único que estamos cambiando es la
cantidad y no la identidad de la fórmula; 2H2O significa dos moléculas de agua; 3H2O
significa tres moléculas de agua, etc.
Página
44
Página de Método por tanteo y Método redox
Nombre
No.
1
Instrucciones Revisa los saberes sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
para el
este apartado.
Alumno
Analiza los ejemplos de los diferentes
Manera
Actitudes a
Didáctica tipos de ecuaciones químicas que se dan
Orden
formar
en este apartado, es necesario que
de
Lograrlas preguntes en caso de que tengas dudas.
Competencia
Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo
s Genéricas a
plazo con relación al medio ambiente.
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Que analice la información, para que al final pueda identificar cualquier tipo
de reacción química a la que pertenece.
Método por tanteo
El balanceo por el método de tanteo consiste en hacer diferentes ajustes por prueba y error, a
los coeficientes de las formulas químicas de las sustancias que participan en la reacción. A
continuación se indican los pasos a seguir para el balanceo.
1.- Escribe las formulas y símbolos correctamente de las sustancias que participan en la
reacción.
Lado izquierdo
O reactivos
Lado derecho
O productos
H 2 + O2 → H 2O
2.-Proceder a contar y comparar los diferentes tipos de átomos del lado izquierdo y del lado
derecho de la ecuación.
Reactivos
Elementos
Productos
2 átomos
H
2 átomos
2 átomos
O
1 átomo
3.-A continuación haz diferentes ajustes de coeficientes, a prueba y error, hasta que
encuentres los números que permitan la igualdad, a ambos lados de la ecuación, para los
diferentes topos de átomos que participan en la reacción.
2H
2
+ O
2
→ 2H
2
O
Página
45
Página de Contando nuevamente los diferentes átomos.
Reactivos
Elementos
Productos
4 átomos
H
4 átomos
2 átomos
O
2 átomo
Se dice que la ecuación ya está balanceada
Método Redox
La oxidación y la reducción siempre ocurren simultáneamente. En una reacción, en la cual
hay cambios en los números de oxidación de los elementos que forman las sustancias
participantes, el número de electrones ganados por uno de los átomos o iones es igual al
número de electrones perdidos por otro átomo.
El método para balancear ecuaciones por el método del número de oxidación consiste en
igualar el número de electrones ganados por un átomo con el número de electrones perdidos
por otro átomo. Para balancear ecuaciones por este método es necesario el estudio del
número de oxidación. El estado o número de oxidación de un elemento es la carga con la
que actúa en determinado compuesto o formula. La valencia es el poder de combinación de
un átomo y su denominación proviene del latín poder.
Los elementos del grupo 1A tienen número de oxidación de +1,a los del grupo IIA les
corresponde el número de oxidación de +2, y al grupo IIIA, es de +3.
El número de oxidación de un elemento se conoce usando las siguientes reglas básicas.
1.- El numero de oxidación de un elemento en estado puro o sin combinar en una ecuación
química es cero.
H 2 SO4
→
H2
+
Al 0 +
Al 2 (SO4 )3
2.-El numero de oxidación del hidrogeno es +1 y en los compuestos llamados hidruros será
de -1.
3.-El numero de oxidación del oxigeno es -2, y en los peróxidos es -1.
4.-Como las moléculas son neutras, la suma algebraica de los números de oxidación de los
elementos de un compuesto es igual a cero.
H 2+1 S +6 O4−2 = 2+6-8=0
5.-Los números de oxidación de los metales son positivos en todos sus compuestos.
Ca 2 + , Mg 2+ , Ba 2+
Ejemplo:
Balancear la ecuación de la reacción de acido nítrico concentrado sobre el estaño.
1.-se escribe la ecuación asignando los números de oxidación de cada uno de los elementos.
Sn
0
+ H
+1
N
+5
O 3− 2 → Sn
+4
O 2− 2 + N
+4
O 2− 2 + H
+1
2
O
−2
2.-El estaño pierde 4 electrones y el nitrógeno gana un electrón.
-4 e
a) Sn 0
Sn +4 cada átomo de Sn pierde 4 electrones
+5
+1e
b) N
N +4 cada átomo de N gana 1 electrón
3.-Para igualar el numero de electrones que se pierden y ganan se multiplica la ecuación b)
por 4
-4 ea) Sn 0
Sn +4
4 N +4
b) 4 N +5 +4e-
Página
46
Página de 4.- Los coeficientes encontrados se escriben en la ecuación principal:
→
SnO2
Sn
+
4 HN 3
+
4 NO2 +
2 H 2O
5.- La ecuación queda balanceada para el estaño y para el nitrógeno. Se completa el
balanceo de los demás elementos por tanteo.
Sn
→
SnO2 +
+
4 HNO3
4 NO2 +
2 H 2O
Reactivos
Elementos
Productos
1 átomos
Sn
1átomos
4 átomos
H
4 átomo
4 átomo
N
4 átomo
12 átomo
O
12 átomo
Se dice que la ecuación está balanceada
Página
47
Página de Nombre
Aplicando la ley de la conservación de la materia.
No
.
1
Instruccione
Concéntrate y aplica todo los conocimientos adquiridos, logrando dar
s para el
resultados favorables a la actividad de enseñanza –aprendizaje.
Alumno
Utilizando esta guía y otras fuentes de
Manera
Actitudes a
Didáctica
información y obtendrás las habilidades
Responsabilidad
formar
de
requeridas para el estudio de las
Lograrlas
ecuaciones químicas.
Competenci
as
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Genéricas a
Desarrollar
Manera
El alumno investiga acerca de los diferentes tipos de ecuaciones químicas
Didáctica de
y emplea los conocimientos adquiridos para distinguirlas.
Lograrlas
I.-Balancear las siguientes ecuaciones químicas por el método de tanteo.
HCl
→
MgCl2
H 2O
a) Mg (OH )2
+
+
CO2 +
H 2O
HCl →
CaCl 3 +
H 2O →
H2
c) Mg +
+
Mg (OH )2
d) CaCO 3
+
HCl →
CaCl2 +
CO2 +
H 2O
→
H2
+
Fe
+
e) H 2 CO3
Fe2 (CO3 )3
BaCl2 →
BaSO4
+
+
NaCl
f) Na 2 SO4
H 2 SO4
→
H 2O +
K 2 SO4
+
g) KOH
O2
→
CO2 +
H 2O
h) CH 3 OH +
H 2 SO4
→
H2
+
i) Al +
Al 2 (SO4 )3
j) Mg (OH )2 +
HCl →
MgCl2
+
H 2O
CO2
k) C 6 H 12 O6 →
CH 3CH 2 OH +
II.-Balancear las siguientes ecuaciones por el método Redox.
H 2O →
O2
+
H2
1.2.→
O2
+
KCl
KClO3
O2
+
3.HgO →
Hg
H 2 O2 → O2
H 2O
+
4.III.-Determina los subíndice “x”, “y” en la siguiente ecuación química.
b) CaCO 3 +
+
5.- C x H y
+ 6O2
→
4CO2 +
4H 2O
Página
48
Página de IV.-Contestar las siguientes preguntas de acuerdo a lo expuesto en este apartado
6.- ¿Qué ley se cumple al balancear una reacción?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
7.- ¿Que son los reactivos de una ecuación química?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
8.-Define que es una reacción balanceada.
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
9.- Escribir la ecuación química del siguiente enunciado.
El potasio sólido reacciona con agua liquida para formar hidrogeno gas e hidróxido de
potasio.
+
+
Página
49
Página de Nombre
Competencia
a Desarrollar
Vayamos a la practica
No.
1
El alumno identificará y comprobará de manera experimental un tipo de
reacción química inorgánica.
9 Logrará visualizar los cambios químicos de manera física y adecuarlos
al contexto.
9 Podrá identificar de manera reflexiva que las reacciones químicas están
en todos los procesos químicos, biológicos.
Instrucciones Estará muy atento a las recomendaciones del maestro para llevar a cabo la
práctica, haciendo uso del material, reactivos y equipos de manera
para el
Alumno
adecuada.
Instrucciones
Indicar la forma de hacerlo, proporcionar el material o indicar como
para el
adquirirlo y asistir a los alumnos.
Docente
*Tres cajas petri
Recursos
*Varillas
materiales de *Reactivos: permanganato de potasio, sulfato de Hierro (II), dicromato de
apoyo
potasio, etanol, acido sulfúrico
* Papel de cocina y paños.
Manera
Orden
Actitudes a
Didáctica Realizar la práctica en el tiempo indicado
formar
Responsabilidad
de
y realizarla con el orden mostrado.
Lograrlas
• Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Competencia
• Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos
s Genéricas a
• Desarrolla innovaciones y propone soluciones a partir de métodos
Desarrollar
establecidos.
Manera
La actividad practica requiere que se haga equipos de trabajo por lo que se
Didáctica de deben tener conocimientos de cómo hacerlo, de no ser así se debe
Lograrlas
investigar mostrando iniciativa e interés de manera colaborativa.
Habilidades
Página
50
Página de Objetivo: Que el alumno siga instrucciones y procedimientos de manera reflexiva,
comprendiendo cada uno de sus pasos y contribuya al alcance de los objetivos hipótesis,
diseñe y aplique modelos para probar su validez.
DESARROLLO
REACCION 1
Se dispone una caja Petri, con unas gotas de permanganato de potasio 0,01 M en una
determinada zona, se le agregan unas gotas de ácido sulfúrico 6 N y, con una pequeña
varilla, se mezclan bien. Después se le agrega en la otra zona una disolución de sulfato de
hierro II. Con la varilla se va produciendo la comunicación entre los reactivos, observándose
los cambios de color que toman los productos de reacción, interpretando por el color que
toman los resultados que se dan. La disolución de permanganato de potasio morada se
decolora en medio ácido, al reducirse a sal de manganeso II. La reacción es la siguiente.
KMnO 4 + H 2 SO4 + FeSO4 → MnSO 4 + H 2 O + H 2 O + K 2 SO4 + Fe 2 (SO4 )3
Color Morado
Amarillo pálido
REACCION 2
Con el dicromato de potasio (naranja), los cambios de color no son tan notables, por eso
conviene dejar siempre una caja testigo para poder comparar los colores. Con el etanol (90%)
hay que echar bastante cantidad de éste para que la reacción se produzca fácilmente,
tardando algunos minutos
K 2 Cr2 O7 + H 2 SO 4 + CH 3 CH 2 OH → Cr2 (SO 4 )3 + K 2 SO 4 + H 2 O + CH 3 CHO
Color Naranja
Azul verdoso
Esta reacción es la base de la que se emplea cuando la policía exige que se sople por el tubo
en el reconocimiento de alcohol en el aliento.
Sugerencias
Realizar las experiencias en medio básico; para ello, sustituir el ácido sulfúrico por hidróxido
de sodio 6 N. También es posible estudiar cómo se comportan otros reactivos como el
oxalato de sodio y el yoduro de potasio.
RESULTADOS:
Observaciones:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Página
51
Página de Análisis
(Balancear las ecuaciones químicas)
Reacción 1
KMnO 4 + H 2 SO4 + FeSO4 → MnSO 4 + H 2 O + H 2 O + K 2 SO4 + Fe 2 (SO4 )3
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Reacción 2
K 2 Cr2 O7 + H 2 SO 4 + CH 3 CH 2 OH → Cr2 (SO 4 )3 + K 2 SO 4 + H 2 O + CH 3 CHO
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Conclusiones
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Página
52
Página de Reconocerá los tipos de soluciones que
participan en una reacción química.
4
Hoy empezaremos a revisar algo interesante que en nuestra vida diaria hacemos sin
percatarnos que en realidad tienen un significado químico.
Te darás cuenta que todos los días tienes contacto con mezclas llamadas soluciones y
juegan un papel importante.
Las soluciones están en nuestra vida diaria como el caso de disolver agua y azúcar ya es una
solución, y esto hace importante que se forman sistemas ópticamente homogéneos es decir
que ni con el microscopio se puede observar quienes participan en esa mezcla; en esto se
diferencian las soluciones de las mezclas ordinarias. Cuando utilizamos distintas soluciones
en la vida cotidiana, la industria, la agricultura o la medicina, nuestro interés está centrado en
las sustancias disueltas llamada soluto y disolvente.
Las propiedades observadas en las disoluciones hacen pensar que estos sistemas son muy
importantes en nuestra vida diaria y en todos los cambios y reacciones químicas.
Definitivamente solo la disolución de unas sustancias en otras, ya sea en forma líquida,
gaseosa, la mayoría de las veces y en forma solida unas cuantas, hacen posible reacciones
químicas.
No existe otro mecanismo más eficaz para poner en contacto una molécula y otra, o un átomo
y otro, reactivos que son la base para producir sustancias de gran importancia para la
humanidad.
Para esta competencia el docente realizara una dinámica grupal de auto diagnostico a fin de
conocer el conocimiento que tienen los alumnos referente al tema para que sea factible
continuar con las actividades asignadas.
El docente enriquecerá la información de manera auto dirigida y se harán mesas de trabajo
para llevar a cabo análisis de la introducción.
Página
53
Página de Nombre
Soluciones y concentraciones
No.
Instrucciones El alumno a través de la información teoría presentada conocerá los
diferentes tipos de soluciones que existen en la naturaleza química así
para el
como que elementos participan en ellas.
Alumno
Saberes a
adquirir
Definición de solución
Definición de soluto.
Definición de disolvente
Definición de concentración.
Solución diluida
Solución concentrada
Solución saturada
Solución sobresaturada.
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
Participación activa cuando
surjan las respuestas y
dudas..
Análisis de los conceptos
tratados.
Cuando se agrega azúcar al agua y se le agita un momento, los cristales parecen
desaparecer, no obstante su sabor permanece ahí, logrando formar una mezcla cuyos
componentes no pueden distinguirse ni siquiera con un microscopio y esto se llama
disolución. Una disolución puede contener uno o más solutos, cuyas moléculas o iones se
dispersan uniformemente o se disuelven en el disolvente. En otras palabras la solución es la
sustancia resultante de dicho cambio y la disolución se refiere al fenómeno de disolverse.
La solución se compone de dos fases que se designan comúnmente como soluto y
disolvente.
Al componente que está en mayor proporción se le llama disolvente y al soluto al que está
en menor proporción .no obstante se aplica ciertas reglas:
1. cuando uno de los componentes es líquido se le considera disolvente y el otro soluto.
2. si uno de los componentes es sólido y el otro es gaseoso, el sólido es el disolvente y el
gaseoso el soluto.
3. en el caso de que ambos componentes sean sólidos, líquidos o gaseosos, el disolvente es
el que interviene en mayor proporción.
Las soluciones pueden ser:
a) diluidas
b) concentradas
c) saturadas
d) sobresaturadas.
Página
54
Página de Tipo de Solución
Definición
DILUIDAS
En este tipo de soluciones contiene
pequeñas cantidades de soluto en relación
con el solvente.
CONCENTRADA
Una solución concentrada es aquella que
tiene mayor cantidad que la solución diluida
pero muy inferior a la saturada.
SATURADA
Cuando una solución contiene la máxima
cantidad de soluto disuelto se dice está
saturada.
SOBRESATURADA
Se forma al calentar una solución saturada,
agregándose más soluto se disolverá
mientras esté caliente, pero al enfriarse
volverá a solidificarse el soluto.
CONCENTRACION:
Siempre que escuchamos el termino concentración lo asociamos a algo abundante, cargado,
masivo, es decir siempre hablamos del término como un máximo.
Decimos el café está muy concentrado, el perfume viene muy concentrado pero que es en
realidad químicamente:
Es la relación existente entre el peso del soluto y el peso del disolvente es decir
concentración es decir una cantidad determinada de soluto disuelta en una cantidad
determinada de solvente.
Las soluciones concentradas son todas aquellas donde hay una cantidad relativamente
grande de soluto disuelto.
Existen maneras cualitativas y cuantitativas para expresar la concentración
De manera cualitativa no nos indica la cantidad de soluto en una solución por lo que son
llamadas empíricas.
Las soluciones valoradas son aquellas que si es posible cuantificar la concentración a partir
de la cantidad de soluto y disolvente.
En química usamos para expresar cuantitativamente la proporción entre el soluto y el
Página
55
Página de disolvente en una disolución: distintas unidades como la molaridad, molalidad, normalidad,
formalidad, porcentaje en peso, porcentaje en volumen, fracción molar, partes por millón.
Pero esto lo veremos en capítulos más adelante.
Página
56
Página de Nombre
Solubilidad y factores que lo afectan
Instrucciones
para el Alumno
Interpretara los conceptos mencionados a fin de conocer de qué manera la
solubilidad depende de factores químicos que la afectan.
Aplicara la temática en ejercicios propuestos en clase posteriormente.
Saberes
adquirir
Concepto
solubilidad
a
factores
intervienen
afectarla.
y
de
los
que
para
Manera
Didáctica
de
Lograrlos
No.
Participación activa
respuestas o dudas.
cuando
surjan
2
las
La solubilidad de una sustancia se define como la máxima cantidad de la misma
que se puede disolver en un volumen determinado de solvente a una
temperatura dada. Algunos líquidos, como el agua y el alcohol, pueden
disolverse entre ellos en cualquier proporción. En una solución de azúcar en
agua, puede suceder que, si se le sigue añadiendo más azúcar, se llegue a un
punto en el que ya no se disolverá más, pues la solución está saturada.
La solubilidad de un compuesto en un solvente concreto y a una temperatura y presión dadas
se define como la cantidad máxima de ese compuesto que puede ser disuelta en la solución.
En la mayoría de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura del
solvente. En el caso de sustancias como los gases o sales orgánicas de calcio, la solubilidad
en un líquido aumenta a medida que disminuye la temperatura.
En general, la mayor solubilidad se da en soluciones que moléculas tienen una estructura
similar a las del solvente.
La solubilidad de las sustancias varía, algunas de ellas son muy poco solubles o insolubles.
La sal de cocina, el azúcar y el vinagre son muy solubles en agua, pero el bicarbonato de
sodio casi no se disuelve.
Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente, con el fin de poder
comparar la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se utiliza una
magnitud que recibe el nombre de solubilidad.
La capacidad de una determinada cantidad de liquido para disolver una sustancia solida no
está ilimitada, añadiendo soluto a un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir
del cual la disolución no admite mas soluto (un exceso de soluto se depositaria en el fondo
del recipiente)
Se dicen entonces que está saturada .Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto a
un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a
una temperatura dada.
Página
57
Página de Cuando dos sustancias liquidas pueden dar lugar a mezclas homogéneas disoluciones, se
dice que son miscibles. Una parte homogénea de un sistema se llama fase, por ejemplo los
perfumes que están constituidos por una disolución de agua y alcohol de ciertas es cencías
aromáticas, sin embargo, no es posible determinar dónde está la parte de alcohol, donde del
agua y donde de la escencia.la palabra miscible se usa para expresar que dos o más
compuestos son solubles entre sí.
Factores que afectan a la solubilidad:
Temperatura:
La solubilidad de los sólidos aumenta al elevarse la temperatura; la de los gases disminuye al
aumentar la temperatura, los gases son más solubles en frio
Presión:
Los sólidos y líquidos son difíciles de comprimir.los gases, por el contrario, se comprimen
fácilmente .la solubilidad de los gases aumenta cuando se eleva la presión.
Naturaleza del soluto y disolvente: Interacciones soluto - disolvente
• "Lo similar disuelve lo similar"
• Las sustancias con fuerzas de atracción intermoleculares similares suelen ser
mutuamente solubles.
• Líquidos miscibles e inmiscibles.
Agitación: Al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se
forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución.
Página
58
Página de Nombre
Instrucciones
para el Alumno
Actitudes
formar
Identificar las diferentes soluciones que participan en reacciones
químicas así como ubicar ejemplos en el contexto de su vida No.
cotidiana.
Realiza los ejercicios indicados, si tienes dudas repasa la sección de
conocimientos y ejemplos o pide ayuda a un compañero o a tu profesor.
a Orden
responsabilidad
Manera
Didáctica
de
Lograrlas
Ejercicio y tareas de investigación
Competencias
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida
Genéricas
a
Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
Desarrollar
Manera
Didáctica
Lograrlas
de
Participación activa cuando surjan dudas sobre las respuestas
Tareas sobre el tema.
Ahora bien, veremos el ejemplo de la sal más agua. tenemos en este vaso agua en una
cantidad de 50 ml y 5 gramos de sal de mesa. ¿Cual es es soluto?: la sal ¿y el solvente?: el
agua.
Análisis:
hay
pequeñas
cantidades
de
soluto
en
relación al solvente.
Tipo de solución: Diluida.
Recuerda: Que las
soluciones se aplican
para la elaboración de
medicamentos.
Página
59
Página de El docente realizara una plenaria donde los alumnos desarrollen y ordenen la información
aprendida. Los alumnos elaboraran una tabla comparativa, incluyendo diez ejemplos donde
los asocie con la vida cotidiana.
Nombre
Reconoce y analiza las soluciones en aplicaciones de la vida
No
cotidiana
Instrucciones
para el Alumno
Analiza los ejercicios detenidamente y contesta correctamente a las preguntas
propuestas del tema.
Actitudes
formar
Responsabilidad
a
1
Manera
Reconociendo el valor de cumplir en
Didáctica de
tiempo y forma el desarrollo del ejercicio
Lograrlas
Competencias
Genéricas
a Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos
Desarrollar
Manera
Didáctica
Lograrlas
de
El alumno muestra su interés y participa de manera entusiasta para desarrollar
el trabajo asignado.
I.-Complementa la siguiente tabla, indicando el tipo de; solución, disolvente, soluto y
menciona ejemplos:
Solución
Gaseosa
Liquida
Liquida
Disolvente
gas
Liquido
Liquido
Soluto
Liquido
gas
Ejemplo
O2 en H2O
NaCl en H2O
Página
60
Página de II.- De las siguientes figuras identifica las que se relacionan con solubilidad, concentración y
soluciones:
_
__________________
__________________
__________________
__________________
__________________
__________________
__________________
__________________
III.- Contesta de acuerdo a los conocimientos adquiridos en esta sesión:
1. Con tus palabras define el concepto de disolución:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. En una disolución de dos líquidos ¿cual es el soluto?:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3. ¿Cuáles son los factores que afectan a la solubilidad de una sustancia?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
5. Menciona 3 ejemplos de disoluciones diluidas:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Sabias que
El suero y bebidas
energéticas que
Página
61
Página de Ahora ya podemos decir que las soluciones que existen en la naturaleza son fundamentales
para llevar a cabo reacciones químicas que podrán formar productos útiles para nuestra vida
cotidiana.
La solubilidad no es solo diluir una sustancia en otra, ya que para esto es necesario un
proceso físico-químico que está sometido a diferentes factores que predominan como es el
caso de la presión y temperatura.
Concluyendo este tema es importante resaltar dos situaciones que me parecen importantes
con respecto a la solubilidad:
Si dos solutos son solubles en un mismo solvente, dependiendo de las cantidades
(pequeñas) pueden disolverse ambos sin ninguna dificultad.
Las disoluciones sobresaturadas son muy inestables es decir un cambio brusco de
temperatura, un movimiento o adición del más mínimo grano del sólido, puede ocasionar que
se rompa el equilibrio y el soluto en exceso cristalice, separándose de la mezcla.
Página
62
Página de Relaciones estequiométricas
5
1.- Masa Atómica
2.- Molalidad
3.- Molaridad
4.- Normalidad
5.- Porcentual
1.- Haciendo cálculos para determinar; la Masa Molecular, el volumen, cantidad de
soluto y el numero de moles en las soluciones.
1.- Como preparar una solución
1.- Vayamos a la práctica
Página
63
Página de Seguramente has escuchado el reporte diario sobre la contaminación del aire en las grandes
ciudades; partículas suspendidas e índice de ozono. ¿Realmente es posible cuantificar día a
día los contaminantes en una mezcla tan grande como el aire de toda una ciudad?, por otro
lado el uso del alcoholímetro se ha popularizado y con ello se han evitado un gran número de
accidentes automovilístico, ¿cómo es posible determinar, mediante una muestra de aliento, la
cantidad de alcohol que una persona ha ingerido? Por último un análisis de orina puede ser
una prueba efectiva para saber si una persona ha consumido algún tipo de droga, todas estas
interrogantes son resueltas aplicando los conocimientos del concentraciones.
En ésta guía te apoyaremos principalmente con ejemplos diseñados para que aprendas de
una manera práctica y sencilla a preparar soluciones a cualquier concentración, por lo que
hemos incluido sólo la información que te ayude a lograrlo.
Cuando acudas al laboratorio a realizar las practicas descritas en ésta guía, debes de trabajar
en equipo, y además seguir las instrucciones que te indique el profesor de manera que evites
causar algún daño a tus compañeros, material o equipo.
ATRIBUTOS DE
LA
COMPETENCIA
RESULTADO
DE
APRENDIZAJE
9 Manejar las formulas fundamentales sobre el cálculo
de las concentraciones
Comprende las aplicaciones de las soluciones que ocurren a
nuestro alrededor aplicando expresiones matemáticas.
El docente llevará a cabo actividades grupales de auto diagnostico a fin de conocer el
conocimiento que adquirieron los alumnos en la sesión anterior. Además enriquecerá la
información y se harán mesas de trabajo para llevar a cabo el análisis de la información. Los
ejemplos expuestos de cálculo de concentraciones son prácticos y fáciles de entender, para
que el alumno logre las competencias requeridas por este nivel académico.
Página
64
Página de Nombre
Masa Atómica. Molalidad , Molaridad , Normalidad y
Porcentual
No.
1
Instrucciones
Revisar conceptos básicos y las formulas matemáticas que se muestran en
para el
este apartado
Alumno
Manera
Tipos de
la
información
y
Saberes a
Didáctica Analizando
adquirir
soluciones
de
preguntando cualquier duda
Lograrlos
Masa Atómica
La masa atómica es la suma de las masas de la totalidad de las
partículas elementales presentes en un átomo, protones, neutrones y
electrones, dado el escaso valor de la masa de estos últimos en relación
con el total, se puede considerar de forma aproximada que la masa
atómica corresponde al número total de protones y neutrones presentes
en el núcleo de dicho átomo.
Un mismo elemento químico puede tener varios isótopos diferentes, cada uno de los cuales
con una masa atómica distinta al variar el número de neutrones. Dentro de la notación
química la masa atómica se representa con la letra A, y para definir un isótopo se indica con
un superíndice situado a la izquierda del símbolo químico. A diferencia de lo que ocurre con el
número atómico, aquí sí es necesario indicar el valor numérico de la masa atómica, ya que un
mismo elemento químico puede tener varios isótopos de masas atómicas diferentes. Las
masas atómicas de los elementos químicos tal como se presentan en la naturaleza son los
valores medios dependientes de la proporción con la que se encuentran en ésta, que es una
magnitud constante en nuestro planeta aunque puede variar en la materia procedente de
otros lugares del Sistema Solar o del cosmos. Ejemplos característicos son: Hidrogeno y
Carbono
Página
65
Página de Cálculos estequiometricos
La concentración de una disolución liquida, sólida o gaseosa, indica la cantidad de soluto que
hay en cierta cantidad de disolvente. En la sección anterior se indicó que la sustancia que se
encuentra en mayor cantidad en una disolución se llama disolvente, mientras que la sustancia
en menor proporción se conoce como soluto. Al formar una disolución, decimos que el soluto
está disuelto en el disolvente.
Existen varias formas de expresar la concentración, aunque de una forma u otras todas
representan lo mismo, por lo que puede hacerse cualquier conversión entre ellas.
Molaridad
Una de las principales formas de expresar la concentración de una disolución es la
concentración molar, que indica el número de moles de soluto que hay en cada litro de
disolución que se tenga, matemáticamente se expresa como:
M
=
n
V
Para los químicos la molaridad es la expresión más importante, ya que al expresar la
concentración de una disolución como molaridad se puede conocer la masa en gramos
presentes de soluto y el número de partículas que hay en la disolución. Estas partículas
pueden ser moléculas, átomos o iones. Pero para conocer la concentración molar se deben
de conocerse el número de moles disueltos por litro de solución, ¿Cuál es la expresión
utilizada?
n=
Gramos
n=
gr P.M
Peso molecular
1mol=
6.02 x10 23 partículas
Molalidad
La molalidad (m) es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente. Para preparar
disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso
de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una
balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor. La
expresión matemática utilizada es
n
M =
Kg
Moles
de
soluto
M=
Kg de disolvente
Página
66
Página de Normalidad
La concentración Normal o Normalidad, es el número de pesos equivalentes por litros
de solución. Las expresiones matemáticas utilizadas para predecir su concentración de
una solución en normalidad son:
#Equivalentes de soluto
Peso Molecular
N=
P.E.Q=
Litros de Solución
Valencia del primer elemento
Concentración Porcentual
La cantidad de soluto presente en una disolución puede expresarse como un valor porcentual
de masa o de volumen y corresponde respectivamente, a los gramos de soluto presentes en
los gramos de disolución o bien a los mililitros de soluto en los de disolución.
Para cualquier cantidad de disolución que se vaya a preparar, se utiliza las siguientes
expresiones matemáticas:
Gramos de soluto
% en masa=
ml de soluto
x100
Gramos de disolución % en volumen=
x100
ml de disolución Página
67
Página de Nombre
Haciendo cálculos para determinar; la Masa Molecular, el
volumen, cantidad de soluto y el numero de moles en las
soluciones.
No.
1
Instrucciones
Revisa los saberes sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
para el
este apartado.
Alumno
Manera
Analiza los ejemplos matemáticamente y
Orden y
Actitudes a
Didáctica
es necesario que preguntes en caso de
formar
responsabilidad
de
que tengas dudas.
Lograrlas
Competencia
Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en
s Genéricas a
cuenta los objetivos que persigue.
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Que analice la información, para que al final pueda ir al laboratorio a
identificar y preparar disoluciones.
Debido a que los átomos son demasiados pequeños y para contarlos uno por uno, nos
llevaría enorme tiempo invertido. Los científicos utilizan una unidad mucho más práctica,
llamadas unidad de masa atómica (uma).
Para el cálculo de la masa atómica de una sustancia o molécula dada, esto se logra sumando
las masas atómicas de todos los átomos que la forman y se expresa en unidades de masa
atómica (uma).
Página
68
Página de Ejemplos
I.- Calculando la masa atómica
1.- Calcular la masa atómica del carbonato de calcio.
CaCO3
Solución:
a).- Al revisar la formula química del compuesto observamos de acuerdo con los subíndices
(recuerda que el 1 no se escribe) se tiene:
Elemento
Numero de
átomos
Calcio
1
Carbono
1
Oxigeno
3
b).- Con ayuda de una tabla periódica obtenemos la masa atómica de cada elemento
Elemento
Masa atómica
C
40.078
C
12.0107
O
15.9994
c).- Se multiplica el número de átomos por la masa atómica de cada elemento:
Masa atómica por cada elemento
Elemento
Operación
Resultado
Calcio
1x40.078
40.078
Calcio
1x12.0107
12.0107
Oxigeno
3x15.9994
47.9982
100.087uma
100.087gr/mol
Esto significa que un mol de CaCO3 pesa 100.087 g de CaCO3
Masa atómica
II.- Calculando el volumen de una disolución
2.- Si la etiquetada una bebida indica una concentración de 15% en volumen de etanol en un
volumen de 2000ml ¿Que volumen de alcohol se tiene?
Solución:
Datos
% en volumen= 15%
Ml de disolución=2000ml
Ml de soluto= ?
Página
69
Página de Formula
%v =
Despeje
Sustitución
ml.soluto
ml.disolución ml.soluto = (%vol )(ml.disolución )
100
ml.soluto=
(15%)(2000ml)
Resultado
300ml
100
III.- Calculando la cantidad de soluto en una disolución
3.- Si se tiene tres litros de una disolución al 2 molar de concentración de etanol ( C 2 H 6 O )
¿cuál es la cantidad de soluto en gramos utilizados para esta disolución?
Solución:
Datos
mol
M =2
l
v = 3L
a.- Al revisar la formula química del compuesto observamos de acuerdo con los subíndices
(recuerda que el 1 no se escribe) se tiene:
Elemento
Numero de
átomos
Carbono
2
Hidrogeno
6
Oxigeno
1
b.- Con ayuda de una tabla periódica obtenemos la masa atómica de cada elemento
Elemento
Masa atómica
C
12
H
1
O
16
c.- Se multiplica el número de átomos por la masa atómica de cada elemento:
Masa atómica por cada elemento
Elemento
Operación
Resultado
C
2x12
24
H
6x1
6
O
1x16
16
Masa Molar
46
gr
mol
Página
70
Página de d) Ahora se calcula calculan el numero de moles presentes en la disolución.
Formula
Despeje
Sustitución
Resultado
M
=
n = (M )(V )
n
V
⎛ mol ⎞
n = ⎜2
⎟(3l )
⎝ l ⎠
6 moles
e) A continuación se calculan los gramos contenidos en la disolución
Formula
Despeje
Sustitución
Resultado
n =
Nombre
gr
P .M
gr = (n )(P.M )
gr ⎞
⎛
gr = (6mol )⎜ 46
⎟
⎝ mol ⎠
276 gr
Como preparar una solución
No
.
1
Instruccione
Concéntrate y aplica todo los conocimientos adquiridos, logrando dar
s para el
resultados favorables a la actividad de enseñanza –aprendizaje.
Alumno
Utilizando esta guía y otras fuentes de
Manera
Actitudes a
Didáctica
información y obtendrás las habilidades
Responsabilidad
formar
de
requeridas para el estudio y análisis de
Lograrlas
las cálculos estequiometricos.
Competenci
as
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Genéricas a
Desarrollar
Manera
El alumno revisa esta guía e investiga acerca de los cálculos necesarios
Didáctica de
para la resolución y preparación de cualquier disolución.
Lograrlas
I.- Contestar lo que se te indique en cada uno de los apartados
1) Obtener la masa atómica de los siguientes compuestos.
C 2 H 5 OH
Al2 (SO4 )3
Página
71
Página de II.-Aplicando los conocimientos adquiridos en este apartado, resolver los siguientes
problemas
2.- Tienes medio litro de una disolución de glucosa 0.5 Molar. Calcular el número de moles, la
masa del soluto y el número de moléculas presentes en la muestra. Considera que el peso
molecular de la glucosa es de 180 gr/mol
Datos
Formula
Despeje
Sustitución
Resultado
Cuando la concentración se expresa en molaridad, se requiere un
recipiente especial conocido como matraz aforado. Este recipiente está
diseñado específicamente para preparar disoluciones con una molaridad
determinada. El tamaño del matraz depende del volumen de disolución
que se quiere preparar. Los hay con capacidad desde 1 ml hasta uno o
dos litros.
Para preparar las disoluciones, en un vidrio de reloj se pesa la cantidad en gramos del soluto,
posteriormente se vacía en el matraz y se le agrega agua hasta la mitad del volumen. Se
agita hasta que el sólido se disuelva por completo y finalmente se agrega agua hasta la línea
de aforo, éste último paso se denomina aforar.
3.- Ahora que ya sabes cómo calcular la masa de soluto y cómo se hace una disolución.
Preparar dos soluciones(A y B) con 250 ml cada una a una de concentración 0.1 y 3.1 Molar
de cloruro de Sodio
0.1M y 250ml 0.1M y 250ml Cálculos
Página
72
Página de Ahora, imagina que no identificaste con una etiqueta cada una de las disoluciones y, por
error, las revuelves y ya no sabes cuál es cuál. Diseña algún procedimiento que te permita
identificarlas. Nota: Nunca debes identificar ninguna sustancia probándola, así que piensa un
poco más y lo lograrás.
Análisis:
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Página
73
Página de Nombre
Competencia
a Desarrollar
Vayamos a la practica
No.
1
El alumno realizará y conocerá de manera experimental la concentración
Molar de una disolución
Podrá identificar de manera reflexiva que las relaciones estequiometricas
están en todos los procesos químicos y biológicos.
Instrucciones Estará muy atento a las recomendaciones del maestro para llevar a cabo la
para el
práctica, haciendo uso del material, reactivos y equipos de manera
Alumno
adecuada.
Instrucciones
Indicar la forma de hacerlo, proporcionar el material o indicar como
para el
adquirirlo y asistir a los alumnos.
Docente
• 1 vaso 50 ml
* 1 espátula
* Agua destilada
Recursos
• 1 vaso 25 ml
* 1 balanza
* NaCl
materiales de
•
1
tubo
de
ensayo
*
1
mechero
apoyo
• 1 pipeta
* 1 Matraz volumétrico 25 ml
Manera
Orden
Actitudes a
Didáctica Realizar la práctica en el tiempo indicado
formar
Responsabilidad
y realizarla con el suficiente orden
de
Lograrlas
• Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Competencia
• Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos
s Genéricas a
• Desarrolla innovaciones y propone soluciones a partir de métodos
Desarrollar
establecidos.
Manera
La actividad practica requiere que se haga equipos de trabajo por lo que se
Didáctica de deben tener conocimientos de cómo hacerlo, de no ser así se debe
Lograrlas
investigar mostrando iniciativa e interés de manera colaborativa.
Habilidades
Objetivo:
Determinar y expresar la concentración de una disolución.
En este experimento se determinara la concentración de una solución desconocida de NaCl
expresada en la forma discutida anteriormente.
Procedimiento:
1.- prepare la solución desconocida pesando la cantidad de soluto (NaCl) indicada por su
profesor en un vaso de 25 ml limpio y seco.
2.- Disuelva el soluto con 15 ml de agua destilada y añada la solución cuantitativamente a un
matraz volumétrico de 25 ml y complete con agua destilada hasta la marca de calibración.
Esta será la solución desconocida a la cual se le determinará la concentración.
Página
74
Página de 3.- Limpie y seque bien el tubo de ensayo y el vaso de 50 ml.
4.- Coloque el tubo de ensayo dentro del vaso de 50 ml y péselo. Anote la masa.
5.- Mida 2 ml de la solución desconocida y colóquelos en el tubo de ensayo.
6.-Coloque el tubo de ensayo con la solución dentro del vaso de 50 ml y péselo. Anote la
masa.
7.- Caliente suavemente la solución en el tubo de ensayo hasta que todo el líquido se
evapore
8.- Coloque el tubo de ensayo dentro del vaso de 50 ml, déjelo enfriar a temperatura
ambiente y pese el sistema. Anote la masa.
9.- Llene la siguiente tabla con los valores de todas las mediciones
Análisis
Datos:
Material a pesar
Cantidad
Soluto usado
gr. de soluto pesado para preparar la solución desconocida
Masa vaso + tubo de ensayo con la solución
Masa vaso + tubo de ensayo con residuo
Masa del vaso + tubo de ensayo vacio
Volumen de la solución usada
Masa de la solución usada(L)
Masa de la solución
Masa del residuo (solvente disuelto)
Masa del disolvente (H2O)
Masa molar del soluto
Masa molar del H2O
Moles del soluto
Moles del disolvente
Cálculos
¿Cuál será la concentración Molar de la disolución desconocida en base a los datos
obtenidos?
Conclusiones
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Página
75
Página de Aprende a conocer las características
escenciales de acidos y bases.
6 Hola como te sientes, esperando que para este tema que vamos a revisar estés muy bien,
estos son mis deseos ya que quiero comentarte que en nuestra vida cotidiana, sobre todo,
siempre hemos escuchado o dicho esto; está muy agrio, algunas golosinas, botanas, o el
termino está muy amargo, déjame decirte que hablar de esto es muy importante para la
química porque este conocimiento está centrado en dos conceptos fundamentales que son
ACIDO Y BASE.
Te comento, que estos parámetros de importancia química es esencial para lograr desarrollar
productos de uso en la vida cotidiana. Por ejemplo por qué crees tú que es importante
conocer que tan acida es tu orina, los médicos a través de un análisis valoran a sus
pacientes.
Todos los procesos químicos- biológicos se basan en estos 2 conceptos fundamentales.
Las industrias, la agricultura, innovación de fármacos, alimentos necesitan trabajar siempre
con estos términos acido-base. Veremos la trascendencia de ese conocimiento y te darás
cuenta que todo lo que nos rodea involucra el saber que es un acido y una base, así como
veremos cómo este conocimiento se fue dando poco a poco en la historia de la química.
.
Página
76
Página de Conocerá los antecedentes históricos del origen del
concepto acido-base
9
Revisara los diferentes modelos acido –base de la
historia química.
9
Entenderá que hablar de PH es hablar de un término
fundamental para todo proceso químico.
9
Identificara las diferencias que existen entre un acido y
una base así como sus aplicaciones en la vida cotidiana
Conocer las aplicaciones de ácidos y bases en su contexto de la
vida diaria así como el dominio de ejercicios y cálculos de PH
propuestos.
9
ATRIBUTOS DE
LA
COMPETENCIA
RESULTADO DE
APRENDIZAJE
El docente hará una breve introducción del tema así como una autoevaluación,
posteriormente llevara a cabo una plenaria grupal a fin de interactuar y conocer que tanto
conocimiento tienen del tema realizando un cuestionario.
1. ¿Sabes que es en realidad un acido?
2. ¿Conoces sustancias que tengan un sabor acido?
3. ¿Sabes que es y que sustancias se consideran bases?
4. ¿Qué importancia tiene saber que es un acido y una base en todo proceso químico?
5. ¿Tú crees que para elaborar alimentos, medicinas, vacunas es necesario saber que es
acido y base y Porque?
6. ¿Crees que se podría elaborar cualquier producto sin conocer si es acido o base?.
Página
77
Página de Nombre
Instrucciones
para el Alumno
Saberes a
adquirir
ACIDOS Y BASES
No.
Revisa detenidamente la teoría y explicación de los temas a fin de realizar
posteriormente ejercicios para poner en práctica lo aprendido, pide ayuda a tu
profesor si tienes dudas más adelante.
*Modelos acido-base
*Modelo de Arrhenius
*Modelo Bronstead-Lowry
*Modelo de Lewis
*Conceptos y ejercicios de pH y
PoH.
*Clasificación de ácidos y bases
*Indicadores
*Titulación
*Neutralización
Manera
Didáctica de
Lograrlos
Analizar la temática de
los conceptos a fin de
lograr
realizar
actividades
de
aprendizaje elaborando
ejercicios propuestos.
Desde tiempos inmemorables, los hombres y las mujeres en diversas culturas reconocieron
dos tipos de sustancias en propiedades opuestas: los ácidos y las bases. La mayoría de la
frutas en especial las conocemos como cítricos (limones, naranjas), estos contieneen acido
cítrico. El vinagre que se agrega a las ensaladas es una disolución acuosa de acido acético,
la vitamina C es acido ascórbico, las aspirinas contiene acido acetilsalicilico.
La palabra acido proviene del latín acidus que significa agrio y esta es una de sus
características. Otra de sus características es: pican al contacto, producen efervescencia al
contacto con metales, colorean de rojo el papel tornasol, sus disoluciones conducen la
electricidad y además desprenden hidrogeno cuando reaccionan en disolución con Zinc u
otros metales
Página
78
Página de Por otro lado, la palabra base y álcali no son tan conocidas, aunque muchos de los
productos de limpieza usuales en tu hogar son bases.los limpiadores con amonio o la sosa
caustica empleada para destapar cañerías obstruidas y eliminar cochambre, de las estufas
son ejemplos de bases o álcalis.
La palabra álcali proviene del árabe al-qaliy cuyo significado es cenizas de planta y se aplico
en un principio al carbonato de potasio, uno de los productos de la combustión de las plantas.
Las principales características de las bases o álcalis son: sus disoluciones tienen sabor
amargo, son resbalosos al contacto, cambian de color de varios extractos de origen vegetal y
pierden todas estas características cuando reaccionan con los ácidos y además Colorean de
azul el papel tornasol. Reaccionan con los ácidos para formar sal y agua.
Existen varias teorías o modelos acerca de los ácidos y bases las cuales difieren ligeramente
entre sí pero nos damos cuenta que tienen mucho que ver una con la otra.
Svante Arrhenius químico sueco en 1884 a más de un siglo hoy en día sus estudios
concluyen de manera simplificada que ciertas sustancias forman iones positivos y negativos
que al ponerse al contacto con agua son capaces de conducir la corriente eléctrica, este
proceso en el cual se forman iones durante la disolución de una sustancia en agua, se llama
disociación.
Su modelo acido base propone:
1. un acido es toda molécula que en agua es capaz de ionizarse cediendo un protón H +
2. una base es toda molécula que en agua es capaz de ionizarse cediendo un grupo
hidroxilo OH −
3. El producto de la reacción entre un acido y una base es una sal y agua.
4. Este modelo es útil solo para aquellas moléculas que se disuelven en agua y en
reacciones que se llevan a cabo en este medio.
Página
79
Página de Johannes Niclaus Bronstead (1879-1947), químico danés, nacido en Varde. En 1908 recibió
el título de doctor en Filosofía y un cargo de profesor de química en la Universidad de
Copenhague. Sus trabajos más importantes fueron en el campo de la termodinámica.
Thomas M. Lowry (1847-1936) fue un químico británico que, junto a Johannes Bronstead,
anunció una teoría revolucionaria como resultado de los experimentos con ácidos y bases en
solución, que desafiaba la definición clásica de ácidos y bases no relacionados al crear un
nuevo concepto el de pares ácido-base conjugados.
Las definiciones de Arrhenius de los ácidos y bases son muy útiles en el caso de las
soluciones acuosas, pero ya para la década de 1920 los químicos estaban trabajando con
disolventes distintos del agua. Se encontraron compuestos que actuaban como bases pero
no había OH en sus fórmulas. Se necesitaba una nueva teoría y este caso Bronstead-lowry la
presenta.
Según la teoría de Bronsted-Lowry, un ácido es una sustancia donadora de protones y
una base es una sustancia aceptora de protones (un protón es un átomo de H que ha
perdido su electrón). Toma en cuenta el solvente, es decir, adiciona cada protón a una
molécula de agua, obteniendo así un ión que denomina “hidronio”:
H 3O +
• La molécula de agua se comporta así como una base porque acepta un protón. Entonces
el ión hidronio se comporta como un ácido porque dona un protón, y cualquier anión se
comporta como una base cuando acepta ese protón.
•
Una de las principales limitaciones del modelo de ácidos y bases de Arrhenius es que
solo explica las reacciones que suceden en el agua, desde hace muchos años sabemos
que estas reacciones suceden en fase gaseosa, o en otros disolventes distintos que el
agua.
Por otro lado la teoría de Lewis define que un ácido , es una molécula o un ión que acepta un
par solitario de electrones para formar un enlace covalente, y una base como una molécula o
ión que puede donar un par solitario de electrones para formar un enlace covalente.
Lewis propuso su teoría general sobre ácidos y bases: las sustancias que pueden ceder
pares de electrones son bases de Lewis y las que pueden aceptar pares de electrones son
ácidos.
•
Página
80
Página de Clasificación de ácidos y bases:
Se clasifican los ácidos en función del número de átomos de hidrogeno presentes en su
molécula por ejemplo se llaman:
• Mono prótidos cuando tienen un solo átomo de hidrogeno: HCL. HI
• Di prótidos: cuando tienen 2 H 2 ClO
átomos de hidrogeno: , .
SO4 4
• Más de tres: poliprotidos: H 3 PO4
De modo semejante las bases también se utilizan el prefijo mono, di, poli, pero haciendo
mención del grupo funcional OH.
No todos los ácidos y bases se disocian en igual proporción en agua .aquellos cuya
disociación es mayor de 50%los llamamos ácidos o bases fuertes.
INDICADORES
Se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores,
ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea
papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos
para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor
conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.
TITULACION
La palabra "titulación" viene del vocablo latino titalus, que significa inscripción o título. La
palabra francesa titre, del mismo origen, significa rango o grado. Una titulación o valoración
es, por definición, la determinación del grado o concentración de una disolución con respecto
a agua con pH de 7.
Página
81
Página de Concepto de PH (Potencial de Hidrogeno)
Fue definido por primera vez por Soren Poer Lauritz Sorensen bioquímico danés en 1909.
La palabra pH es la abreviatura de "pondus Hydrogenium". Esto significa literalmente el peso
del hidrógeno. El pH es un indicador del número de iones de hidrógeno. Tomó forma cuando
se descubrió que el agua estaba formada por protones ( H + ) e iones hidroxilo ( OH − ).
Cálculos de PH.
Ahora bien para poder medir la acidez o alcalinidad de sustancias será necesario ver una
expresión matemática que expresa la medida de concentración molar de iones hidronio que
hay en el agua a cierta temperatura. La escala de pH en agua a 25 grados centígrados
adquiere valores entre o y 14.
⎛ 1
PH = Log ⎜⎜
+
⎝ H
[ ]
⎞
⎟⎟ = − Log H
⎠
(
+
)
Cuando el valor de pH es menor a 7 es acido hay una concentración alta de iones H + .
Cuando el valor de pH es igual a 7 la disolución es neutra, la concentración de iones H + e
hidroxilo es igual.
Cuando es mayor a 7 es básica es decir la concentraciones de H + es menor en relación a
iones OH.
Para calcular teóricamente el pH de una disolución acuosa es importante conocer si esta
contiene sustancias acidas o básicas.
Página
82
Página de Nombre
Instrucciones
para el Alumno
Analiza la expresión matemática de PH (formula)e interpreta cada paso en los
ejercicios que se presentan como ejemplos a fin de determinar correctamente
ejercicios propuestos
Orden
Actitudes a
Responsabilidad
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
No.
CALCULOS DE PH Y POH
Manera
Didáctica
de
Lograrlas
Apóyate en la información del ejemplo
presentado afín de que con apoyo de tu
maestro puedas ejecutar correctamente
ejercicios mas adelante.
Aprende por interés e iniciativa propia.
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o
graficas.
Vamos a calcular el pH de una disolución 0.01M de HN03 en agua.
1. Fijate que él HNO3 es un acido fuerte que al disolverse en agua se disocia totalmente
produciéndose iones H + e iones NO3 , de tal forma que la concentración de los iones H + es
igual a la concentración del acido.
H + (ac ) + NO3−(ac )
HNO3(ac )
Así que utilizaremos la formula
⎛ 1 ⎞
⎟ = − Log H +
PH = Log ⎜⎜
+ ⎟
⎝ H ⎠
[ ]
(
)
2.- Como la concentración del acido nítrico es 0.01M la concentración de H + también es de
0.01M.
Ahora sustituimos el valor de la concentración de iones H + en nuestra expresión de PH:
⎛ 1 ⎞
⎟⎟ = 2
PH = Log ⎜⎜
⎝ (0 . 01 ) ⎠
Página
83
Página de En las sustancias básicas el valor de pH se determina teóricamente de una manera algo
distinta.
Necesitamos calcular la concentración de iones OH −
Ahora se obtiene el valor del logaritmo del inverso de la concentración de iones OH
⎛ 1 ⎞
,a esta cantidad la llamaremos pOH
Log ⎜
− ⎟
⎝ OH ⎠
⎛ 1
pOH = log ⎜⎜
⎝ OH
[
−
]
−
:
⎞
⎟⎟
⎠
Y el PH de la disolución será igual a pH = 14 − pOH
Sabias que:
•
La coca cola tiene un
valor de PH menor a
2.
Página
84
Página de Calcula el PH Y POH
Nombre
Instrucciones
para el Alumno
Actitudes a
formar
No.
1
Calcula el PH de una disolución apoyándote en la expresión matemática.
Responsabilidad
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Utilizando esta guía y otras fuentes de
información tendrás una mayor habilidad en
el cálculo de ph en disoluciones.
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Expresa ideas ,conceptos, mediante expresiones lingüísticas ,matemáticas
graficas
.la practica requiere que se haga en forma individualmente, por lo que se
deben tener conocimiento de cómo hacerlo, mostrando iniciativa e interés.
Calcula por favor el pH de una disolución 0.02M de KOH en agua.
El KOH es un compuesto solido que al disolverse en agua se disocia totalmente para producir
iones k (+ac ) e iones OH − , con esto podemos calcular la concentración OH (−ac ) que deberá ser
iguales a la concentración de KOH.
KOH
K (+ac ) + OH
( ac )
−
( ac )
Solución:
Página
85
Página de Nombre
Competencia a
Desarrollar
Atributos de la
Competencia
Reconocimiento de ácidos y bases.
No.
1
Como reconocer los ácidos y las bases
9 Que los alumnos asuman una actitud constructiva, congruente con los
conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro del equipo de trabajo.
9 Conozca químicamente un acido y base
9 Implementación de métodos analíticos para su comprobación.
Instrucciones
para el Alumno
Instrucciones
para el
Docente
Recursos
materiales de
apoyo
Actitudes a
formar
Competencias
Genéricas a
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Realizar el experimento a fin de explicar cómo es posible identificar a una
sustancia básica y acida.
El maestro guiara la práctica a fin de que se lleve a cabo de manera adecuada.
Alcohol, plato hondo, flores de colores, como bugambilias, una cuchara, ocho
vasos o botellas de vidrio trasparentes, vinagre incoloro,destapacaños.
Orden
Responsabilidad
Manera
Didáctica
de
Lograrlas
Realizar la práctica en el tiempo indicado y
realizarla con el orden mostrado.
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
La actividad practica requiere que se haga en forma colaborativa con los
compañeros de grupo, por lo que se deben tener conocimientos de cómo hacerlo,
de no ser así se debe investigar mostrando iniciativa e interés.
Página
86
Página de Procedimiento:
1. separa dos tipos de flores.
2. corta las flores del mismo tipo en pedazos pequeños.
3. colócalas en el plato, agrega alcohol suficiente para cubrirlas y aplástalas con la cuchara
hasta que el alcohol tenga el color de las flores.
4. agrega con cuidado el alcohol a uno de los vasos, asegúrate solo pasar la solución colorida
y no los trozos de las flores.
A esta solución le llamaremos indicador acido –base.
5. coloca en tres vasos cantidades iguales de vinagre, agua, y destapa caños.
6. en cada uno de los tres vasos agrega el indicador acido –base.
Del indicador solo debes colocar aproximadamente una tercera parte de volumen de agua,
vinagre o destapa caños que haya en el vaso.
7. observaras que el color del indicador en el vinagre (acido)es diferente al del indicador en el
agua (neutra)y al del indicador en el destapacaño (básico).
Repite los pasos 3, 4, 5, 6,7.
Piensa y reflexiona:
Qué color será la disolución resultante de mezclar el vinagre y destapacaños y el indicador
acido base.
Justifica tu análisis:
Explica a detalle y realiza tus conclusiones.
Página
87
Página de Analizar la química del carbono
7
1.-Hidrocarburos
2.- Isomeros.
3.- Derivados halogenados
1.- Qué fácil es química
1.- Aplicando Nomenclatura
1.- Propiedades de los compuestos con carbono
Página
88
Página de Así como el hombre ha creado medicamentos, también ha creado compuestos muy tóxicos,
como la llamada TCDD (2, 3, 7, 8 Tetraclorodibenceno-p-dioxinas), químico letal,
contaminante, cancerigeno, y dañino para la piel, sistema inmune, neurológico, hepático,
cardiovascular, óseo y reproductivo. ¿Que diferencia crees que haya entre un medicamento y
un compuesto toxico.
La Química del carbono también se conoce como química de la vida. Por otro lado, para
lograr una mejor calidad de vida se ha desarrollado una nueva química: la química verde,
creada para reducir o eliminar el uso y síntesis de compuestos peligrosos tanto para el ser
humano como para el medio ambiente. ¿Por que crees que el carbono sea tan importante?
¿Te has preguntado que tienen en común las sustancias que integran a los alimentos, los
plásticos, los árboles, las pinturas, los medicamentos, los detergentes, los combustibles y al
cuerpo humano? Pues bien, el carbono es una pista para dar respuesta a estas y otras
preguntas, debido a que puede formar más compuestos que cualquier otro elemento. En este
apartado hablaremos mucho del carbono; por ello una vez mas te invito a que pongas
especial atención, y ante cualquier comentario o inquietud puedes recurrir a tu maestro, a
esta guía, a la biblioteca de tu escuela o a búsquedas por Internet de manera que no te
quedes con tu inquietud para así lograr un buen proceso de enseñanza aprendizaje.
ATRIBUTOS DE
LA
COMPETENCIA
RESULTADO
DE
APRENDIZAJE
9 Manejar las estructuras, formulas y nomenclatura de
la gran mayoría de compuestos que en su estructura
contengan el elemento carbono.
Comprender las reglas de nomenclatura y analizar el campo
de aplicaciones de los compuestos orgánicos.
El docente llevará a cabo actividades grupales, por ejemplo; lanzando preguntas al grupo
tales como: ¿cual es el símbolo químico del carbono? ¿Con que otros elementos se pueden
combinar? ¿Qué importancia tiene el carbono en nuestra vida? Con el único fin de conocer el
conocimiento que adquirieron los alumnos en los cursos anteriores. Además enriquecerá la
información y se harán mesas de trabajo para llevar a cabo el análisis de la información. Los
ejemplos expuestos de hidrocarburos y sus derivados son apegados a la vida cotidiana para
logar que el alumno visualice la enorme aplicación de los mismos.
Página
89
Página de Nombre
Hidrocarburos, Isomeros , Derivados halogenados y grupos
funcionales
No.
1
Instrucciones
Revisar conceptos básicos y reglas establecidas por la IUPAC, que se
para el
muestran en este apartado.
Alumno
Manera
Diferentes tipos de
la
información
y
Saberes a
Didáctica Analizando
adquirir
hidrocarburos
de
preguntando cualquier duda
Lograrlos
Hidrocarburos
Hidrocarburos, en química orgánica, familia de compuestos orgánicos que contienen carbono
e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como
las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Los
hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales; de cadena abierta y cíclica. En los
compuestos de cadena abierta que contienen más de un átomo de carbono, los átomos de
carbono están unidos entre sí formando una cadena lineal que puede tener una o más
ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos
cerrados. Los dos grupos principales se subdividen según su comportamiento químico en
saturados e insaturados. Esquema de los diferentes tipos de Hidrocarburos
HIDROCARBUROS
Alifáticos
Los carbonos se unen por ligaduras
simples
Aromáticos Alcanos
simples
Cicloalcanos
dobles
Alquenos
triples
Alquinos
Página
90
Página de El petróleo es un recurso no renovable compuesto por hidrocarburos, Estos hidrocarburos
son: parafinas (cadenas lineales de carbono), isoparafinas (cadenas ramificadas de
carbonos), oleofinas (moléculas con enlaces dobles entre átomos de carbono), naftenos
(moléculas de carbono en forma de ciclo), aromáticos (ciclos de carbono con enlaces dobles).
Además existen hidrocarburos formados por diversos átomos, como nitrógeno, oxigeno y
azufre.
El calor y la presión en el interior del planeta convirtieron los restos de los seres vivos en
petróleo a través de millones de años. Para su obtención, se buscan yacimientos y una vez
localizados, se perforan, se extrae el petróleo y se lleva a las refinerías. En ellas, el petróleo
se transforma en diferentes tipos de productos, como combustibles, aceites, ceras, solventes
y diversas materias primas.
En México se producen tres tipos de petróleo de diferente densidad, esto son: el Olmeca, l
Istmo, el maya, y mezcla de los tres. El instituto Mexicano de Petróleo (IMP) es una institución
dedicada específicamente a la investigación y aprovechamiento del petróleo.
Para representar los compuestos orgánicos no basta una formula condensada o molecular,
que sólo nos indica la composición de la molécula, sino que es necesario precisar el tipo de
átomos que constituyen la molécula y los enlaces existentes entre ellos; esto se logra con las
formulas estructurales.
Formula condensada o
molecular.
CH 4
C2 H 6
Formulas estructurales
Semidesarrollada
Desarrollada
CH 4
CH 3 − CH 3
H
|
H−C−H
|
H H H
| |
H−C−C−H
| |
H H Página
91
Página de Atendiendo a su estructura, los esqueletos que constituyen los compuestos orgánicos se
pueden clasificar bajo los siguientes criterios.
I.- Tipo de cadena formada por los átomos de carbono.
II.- Tipo de enlaces existentes entre los átomos de carbono.
III.- Estructura de la Cadena.
Clasificación
Ejemplos
Lineales cadena continua
CH3−CH2−CH3
Arborescentes con ramificaciones
CH3−CH−CH3
|
CH3
Clasificación
Ejemplos
Saturados, Enlaces sencillos entre C y C
CH3 − CH3
No saturados, Doble o triples enlaces
entre C y C.
CH3 = CH − CH3
CH ≡ CH Alcanos
Los alcanos son hidrocarburos saturados, es decir, presentan enlaces simples entre sus
carbonos.Las cadenas de los hidrocarburos pueden ser lineales o ramificadas. Estos
compuestos tiene la siguiente formula:
Donde n el
numero de
carbonos
Los alcanos tienen
terminación ANO
Cn H2n+2
Página
92
Página de En la siguiente tabla se muestran algunas propiedades mas importantes.
Nombre
Formula
molecular
(Cn H 2 n + 2 )
Formula
estructural
condensada
Punto de
Ebullición(ºC)
Punto de
Fusion(ºC)
Densidad
(gr/cm3)
Metano
CH 4
CH 4
-161
-183
Gas
Butano
C4 H10
CH 4 (CH 2 )3 CH 3
-0.5
-138
Gas
Hexano
C6 H14
CH 3 (CH 2 )5 CH 3
69
-95
0.659
El carbono es tetravalente, es decir, puede formar cuatro enlaces, es por eso que los
carbonos de los extremos en una cadena pueden tener hasta tres hidrogenos enlazados y los
carbonos centrales solo dos.
Los alcanos se presentan en estao gaseoso, liquido o solido segun el tamaño de la cadena
de carbonos. Hasta 4 o 5 carbonos sos gases (metano, etano, propano, butano y pentano),
de seis a 12 son liquidos y de 12 y superiores se presentan como solidos
aceitosos(parafinas). Los alcanos son incoloros y, en general, inodoros. Son practicamente
insolubles en agua.
.
Las siguientes reglas de la IUPAC resumen los procedimientos que se siguen para nombrar a
los alcanos.
1) Se identifica la cadena continua más larga de atomos de carbono como el
compuesto principal, y se considera a los grupos alquilos unidos a esta como cadenas
de sustituyentes, las cuales están reemplazando a un hidrogeno de la cadena princpal.
2) Se enumeran los carbonos en la cadena principal. Para esto, se empiez por el
extremo de la cadena más proximo a un sustituyente.
3) Se nombra cada uno de los grupos sustituyentes y se designa su posición con un
numero, de acuerdo con la cadena pricipal.
4) Si la cadena pricipal se repite el grupo alquilo, esta repetición se indica con un
prefijo(di, tri, tetra) escrito antes de dicho grupo alquilo.
5) Cuando se tienen distintos grupos alquilo unidos a la cadena principal, se nombran
en orden alfabético; los prefijos no se tomarán en cuenta para este fin.
Página
93
Página de Prefijos y radicales para los alcanos mas utilizados
Prefijo
Met
Et
Prop
But
Pent
Hex
hept
Oct
Non
Dec
Numero de carbonos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Nombre
Metil
Radical
CH 3 −
Etil
CH 3 − CH 2 −
Propil
CH 3 − CH 2 − CH 2 −
Butil
CH 3 − CH 2 − CH 2 − CH 2 −
se utilizan para todos los hidrocarburos
Ejemplo:
6
5
4
3
2
1
CH3− CH− CH2−CH−CH2−CH3
|
|
CH2
CH3
|
CH3
3-etil-5-metilhexano
:
Alquenos y Alquinos
A los alquenos y alquinos se les considera hidrocarburo insaturados, ya que no cuentan con
el número máximo posible de hidrógeno, los cuales fueron sustituidos por los enlaces dobles
o triples, según la molécula de que se trate. De acuerdo con la formula general, si se compara
a los alcanos con los alquenos, éstos tienen dos hidrógenos menos que los primeros, y en
relación con los alquinos, los alquenos tienen 4 hidrógenos menos; porque los alquinos tienen
al menos un doble enlace entre carbono adyacentes, y los alquinos al menos un tripe enlace.
Compuesto
Alcano
Tipo de Hidrocarburo
Saturado
Formula
Cn H 2 n + 2
Tipo de enlace
Sencillo ( --)
Alqueno
Insaturado
Cn H 2 n
Doble ( =)
Alquino
Insaturado
Cn H 2 n − 2
Triple ( ≡ )
Página
94
Página de Los métodos para nombrar a los demás compuestos orgánicos son análogos al método para
nombrar a los alcanos. En este caso seguiremos las siguientes reglas.
1) Se elige la cadena continua más larga de carbonos que contengan el doble o el
triple enlace.
2) Al igual que los alcanos, esta cadena se nombra de acuerdo con el número de
carbonos que contenga, y se cambia la terminación del alcano (-ano) por la
terminación correspondiente al grupo que se tenga: alqueno (-eno) o alquinos (-ino).
3) Se numeran los carbonos en la cadena principal empezando por el extremo de la
cadena más próximo al enlace doble o triple, según corresponda. El número
correspondiente al enlace doble o triple se coloca al inicio del nombre del compuesto,
lo que indica su posición.
4) Se continúa con los puntos 4 y 5 de la nomenclatura de los alcanos.
Ejemplos:
6
5
4
3
2
1
CH3− CH− CH2−CH−CH2 = CH3
|
|
CH3
CH2
|
CH3
3-etil-5-metil 1-hexeno
6
5
4
3
2
1
CH3− CH− CH2−CH ≡ CH2 −CH3
|
CH2
5-metil 2-hexino
Isomería
La palabra isomería deriva de las raíces griegas isos, que significa “iguales”, y méros, que
significa “partes”. Los isómeros, son compuestos que tienen la misma constitución o
composición, pero difieren entre sí en la conectividad de sus átomos es decir de sus
propiedades físicas.
¿Qué es lo que hace diferente tu mano derecha de tu mano izquierda? Diferencias hay
muchísimas, pero una evidente es la posición de los dedos, y de ahí se derivan muchas otras,
tal como sucede con los compuestos de carbono. La posición de los átomos unidos al
carbono crea diferencias radicales en ciertas moléculas.
Por ejemplo, un compuesto con la fórmula molecular C5 H12 puede corresponder a cualquiera
de las siguientes formulas estructurales.
CH3
|
CH3 − CH2 − CH2 − CH2 − CH3
CH3 − CH − CH2 − CH3
CH3 − C − CH3
|
|
n-Pentano
CH3
CH3
2-metilButano
2, 2 - DimetilPropano
Página
95
Página de Derivados halogenados
Los halogenuros de alquilo son una de las familias de compuestos empleados por excelencia
como materia prima en los procesos químicos para generar nuevas sustancias. Estos
compuestos resultan de la sustitución de uno o mas hidrógenos por elementos de la familia
de los Halógenos (F, Cl, Br I).
CH3 − CH − CH3
|
Cl
2-cloro propano
CH3 − CH − CH2−Br
|
CH3
1-Bromo-2-metilpropano
Algunos de estos compuestos, como el triclorometano (cloroformo), ha sido aprovechados
como anestésico. El tetraclorometano sirve para extinguir incendios o para el lavado en seco
de ropa, el tetrafluoroetileno es la materia prima necesaria en la producción de un polímetro
llamado politetrafluoroetileno, comúnmente conocido como teflón, este utilizado para hacer
películas antiadherentes. El cloro etano se destina a la producción del cloruro de polivinilo,
polímero mejor conocido por sus siglas en inglés como PVC, que sirve para fabricar
mosaicos, tuberías, juguetes, vasos, recubrimientos y empaques, entre muchos otros
productos.
Su formula de estos compuestos es R-X, (X: F, Br, Cl, I) La nomenclatura de acuerdo con la
IUPAC es la siguiente: por ejemplo, si se enlaza un etano a un bromo se le llama bromo
etano, aun así muchos de estos compuestos conservan sus nombres comerciales, por los
cuales son más conocidos.
Uno de los tres merecedores mexicanos del premio Nóbel, obtuvo esta distinción por su
trabajo sobre halogenuros de alquilo en la atmósfera.
Página
96
Página de Grupos funcionales
Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos con propiedades físicas y químicas muy
similares. Que se unen a la cadena de las moléculas orgánicas. Estos grupos funcionales le
confieren características específicas a las moléculas orgánicas, de tal forma que su
reactividad química es, en cierta manera, predecible. Los hidrógenos de la molécula orgánica
son reemplazados por el o los grupos funcionales; estos grupos pueden utilizarse como un
parámetro para clasificar los diferentes tipos de compuestos orgánicos. A continuación la
siguiente tabla muestra los grupos funcionales.
Tipo
Ejemplo
Grupo Funcional
Caracteristicas
Alcohol
CH 3 − CH 2 − OH
− OH
Grupo hidroxilo(-OH)
Éter
H 3C − O − CH 3
−O−
Átomo de oxigeno
unido a dos carbonos
O Aldehido
O ||
||
− C − H H 3C H O Grupo carbonilo(
carbono-oxigeno con
doble enlace) unido a
un hidrogeno
O ||
||
− C − Cetona
Grupo carbonilo entre
dos carbonos
H 3C CH 3 O Acido carboxilico
||
R
OH Amina
Halogenuro de
alquilo
CH 3 − NH 3
CH 3Cl
O ||
− C − O − H | −N − − F ,−Cl ,− Br ,− I
Grupo carbonilo
Atomo de nitrogeno
unido a uno o mas
atomos de carbono
Halogeno unido a un
carbono
Página
97
Página de Nombre
Qué fácil es química
No.
1
Instrucciones Revisa los saberes sobre este tema y analiza los ejemplos que se dan en
para el
este apartado.
Alumno
Manera
Practicando con la nomenclatura y es
Actitudes a
Orden y
Didáctica
necesario que preguntes en caso de que
formar
responsabilidad
de
tengas dudas.
Lograrlas
Competencia
Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en
s Genéricas a
cuenta los objetivos que persigue.
Desarrollar
Manera
Didáctica de
Lograrlas
Que analice la información, para que al final pueda asignarle el nomre a
cada uno de los hidrocarburos
I.-Nombrando a los alcanos de acuerdo a las reglas establecidas por la IUPAC
a)
4-ETIL-2-METILHEPTANO
La cadena continua más larga tiene 7 carbonos y se empieza con la numeración por el extremo
derecho porque es el más cercano a un radical. Identificamos los radicales y el número del carbono al
que están unidos, los acomodamos en orden alfabético y unido el último radical al nombre de la
cadena.
b)
5-ISOPROPIL-3- METILNONANO
Página
98
Página de c)
3‐ETIL‐4‐METILHEXANO
Al seleccionar la cadena de carbonos continua más larga observamos que a la misma
distancia de cada extremo hay un radical, un metil y un etil, entonces iniciamos la numeración
por el extremo más cercano al etil ya que es el radical de menor orden alfabético.
II-Nombrando a los alquenos de acuerdo a las reglas establecidas por la IUPAC
1-Buteno
5-metil-2-hexano
2,3-Dimetil-2-penteno
Página
99
Página de Nombre
No
.
Aplicando la Nomenclatura
1
Instruccione
Concéntrate y aplica todo los conocimientos adquiridos, logrando dar
s para el
resultados favorables a la actividad de enseñanza –aprendizaje.
Alumno
Utilizando esta guía y otras fuentes de
Manera
Actitudes a
Didáctica
información y obtendrás las habilidades
Responsabilidad
formar
de
requeridas para el estudio y análisis de
Lograrlas
las cálculos estequiometricos.
Competenci
as
Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Genéricas a
Desarrollar
Manera
El alumno revisa esta guía e investiga acerca de los cálculos necesarios
Didáctica de
para la resolución y preparación de cualquier disolución.
Lograrlas
I.- Escribe en el paréntesis una V si la oración es verdadera o una F si es falsa.
(
(
(
(
(
) El carbono es el único elemento que puede formar largas cadenas con
Átomos de él mismo.
) El petróleo es un compuesto que no contiene carbono
) Nuestro organismo se conforma con muchas moléculas que contienen
carbono.
) Los mayores contaminantes del ambiente son los compuestos con
Carbono.
) Lo que hace diferente al carbono de otros elementos es que éste puede
unirse a otro carbono y formar largas cadenas con carbono
II.-En parejas, calculen en su cuaderno, de acuerdo con la formula antes mencionada, los
hidrógenos de los siguientes alcanos y escribir su formula desarrollada.
a) C = 7
b) C = 5
c) C = 9
d) C = 4
Formula (a)
Formula(c)
Formula( b)
Formula (d)
Página
100
Página de III.- Cual es el nombre de los siguientes compuestos
a)
b)
CH3 − CH2 − CH2 −C = CH − CH3
|
CH3
CH3 − CH − CH2 −C ≡ C − CH − CH3
|
|
CH3
CH3
________________________________________
________________________________________
c)
CH3 − CH − CH2 −CH − CH2 − CH3
|
|
Cl
Cl
________________________________________
d)
CH3 − CH − CH − CH2 − CH − CH2 −CH3
|
|
|
CH3
CH3 CH3
________________________________________
IV.- De acuerdo a la siguiente formula condensada, obtener todos los isomeros posibles y dar
sus nombres.
C9 H 20
Página
101
Página de Nombre
Competencia
a Desarrollar
Propiedades de los compuestos con carbono
No.
1
El alumno realizará y conocerá de manera experimental la concentración
Molar de una disolución
Podrá identificar de manera reflexiva que las relaciones estequiometricas
están en todos los procesos químicos y biológicos.
Instrucciones Estará muy atento a las recomendaciones del maestro para llevar a cabo la
para el
práctica, haciendo uso del material, reactivos y equipos de manera
Alumno
adecuada.
Instrucciones
Indicar la forma de hacerlo, proporcionar el material o indicar como
para el
adquirirlo y asistir a los alumnos.
Docente
*probeta
*Vinagre blanco
Recursos
*6 vasos de precipitado
* alcohol etílico
materiales de
*parrilla eléctrica
* agua
apoyo
* termómetro con escala hasta 150ºC
* aceite oleico
Manera
Orden
Actitudes a
Didáctica Realizar la práctica en el tiempo indicado
formar
Responsabilidad
y realizarla con el suficiente orden
de
Lograrlas
• Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Competencia
• Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos
s Genéricas a
• Desarrolla innovaciones y propone soluciones a partir de métodos
Desarrollar
establecidos.
Manera
La actividad practica requiere que se haga equipos de trabajo por lo que se
Didáctica de deben tener conocimientos de cómo hacerlo, de no ser así se debe
Lograrlas
investigar mostrando iniciativa e interés de manera colaborativa.
Habilidades
Propósito: Que los alumnos sigan instrucciones y procedimientos de manera reflexiva,
comprendiendo cada uno de sus pasos, y contribuyan al alcance de un objetivo; construyan
hipótesis, diseñen y apliquen modelos para comprobar su validez, propongan la manera de
solucionarlo un problema y desarrollen un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción
con pasos específicos y aporten puntos de vista con apertura y consideren los de otras
personas de manera reflexiva.
Página
102
Página de Conocimientos previos
Menciona algunos grupos de los compuestos con carbono
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
¿Cuál es la formula para calcular el porcentaje en volumen?
¿Qué es el punto de ebullición?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Escribe las formulas del acido acético (vinagre) y del etanol (alcohol etílico) y del acido oleico
Acido acético
Etanol
Acido oleico
Objetivo: Comparar algunas propiedades de los compuestos orgánicos con las de diferentes
grupos funcionales y con las de compuestos con el mismo grupo funcional y diferente numero
de carbonos.
Procedimiento: 1
1.- Lean la etiqueta del envase del vinagre blanco y registren el porcentaje de acido acético
que contiene
2.-Lean la etiqueta del envase de alcohol etílico y registren el porcentaje del etanol que
contiene.
3.-Igualen los porcentajes de ambas disoluciones, calculando el porcentaje del volumen
necesario para igualar el porcentaje del alcohol al vinagre.
4.-Coloquen 30 ml de vinagre blanco en un vaso de vidrio, caliéntelo en la parrilla eléctrica,
midan el punto de ebullición con un termómetro y regístrelo en sus anotaciones.
5.-Coloquen 30 ml de alcohol etílico en un vaso de vidrio, caliéntelo en la parrilla eléctrica,
midan el punto de ebullición con un termómetro y regístrelo en sus anotaciones.
6.- Comparen ambos resultados y comenten si existe alguna relación con los grupos
funcionales que los conforman.
Observaciones:
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Página
103
Página de Datos y Resultados
Procedimiento: 1
1.- Coloquen en un vaso de vidrio 100 ml de agua, agreguen 40 ml de vinagre blanco, agiten
con la varilla de vidrio, esperen 4 minutos y observen
2.-Coloquen en otro vaso de vidrio 100 ml de agua, agreguen 40 ml de aceite oleico, agiten
con la varilla de vidrio, esperen 4 minutos y observen.
3.- En otro vaso de vidrio coloquen 40 ml de vinagre y con ayuda del circuito eléctrico
observen si es conductor o no.
4.- En el último vaso de vidrio coloquen 40 ml de aceite oleico y con ayuda del circuito
eléctrico observen si es conductor o no.
Observaciones:
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Datos y Resultados
Análisis
Página
104
Página de Conclusiones:
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Tratamiento de residuos:
Los desechos de alcohol, vinagre y agua viértalos en una botella con tapa y etiquétenla. En
otra botella con tapa, vacíen el agua con el aceite oleico y etiquétenla. Entreguen las botellas
a su profesor.
Analizar, entreguen a su profesor los resultados de ambas actividades experimentales en un
reporte detallado, con tus comentarios y conclusiones.
La aplicación de los conceptos aprendidos son fundamentales para su entendimiento en
todos los procesos químicos.
En nuestro quehacer diario está envuelta la aplicación de formulas, simbología, reacciones
químicas que forman parte de nuestra vida.
Al estudiar los temas tratados descubrimos que el conocimiento científico, y en caso de la
química, este conocimiento permite entender cada vez mucho mejor que los diversos
procesos químicos, tiene una relación muy directa con nuestra vida actual.
Entender la nomenclatura de compuestos en el curso pasado nos favoreció al entendimiento
de las reacciones químicas y los diferentes métodos matemáticos para balancearlas.
Las soluciones, sus propiedades y características nos permitieron conocer que no solo decir
soluble indica una condición de mezclado, sino también de interacciones moleculares y los
factores que las afectan.
Los cálculos estequiometricos parte fundamental de este curso nos permitieron llevar a cabo
una competencia donde aplicamos el uso de metodología matemática para el análisis de de
problemas.
Las reacciones acido-base sus métodos para lograr de manera experimental como son útiles
en procesos biológicos-químicos hizo posible ubicar cada sustancia en el rango existente de
PH.
Lo más interesante es lograr haber aprendido como es un hidrocarburo, su nomenclatura, los
grupos funcionales y que productos que nos rodean provienen del carbono formando una
estructura tetraédrica fundamental.
Esto despierta el interés de lograr estudiar, experimentar recursos alternativos energéticos de
manera global con mucha demanda de ellos, viviendo tú y yo cada día en un mundo más
globalizado.
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105
Página de .
1.- Alcantar B. Ma. Del Consuelo
Química de hoy
Editorial Mc Graw Hill.
2.- Beristaín Bonilla Vladimir
Química II.
Editorial nueva imagen.
3.-Castañedo Ma .De los Ángeles
Química General.
Editorial Mc Graw Hill.
4.- Flores de Lombardi Teresita
El Mundo tu y la Química 1 y 2.
Editorial Esfinge.
5.- Maritza Quintanilla Bravo
Química basado en competencias
Progreso Editorial
6.- Gabriela Pérez Aguirre
Química II
Editorial Pearson
7.- Flores A. Héctor I.
Fundamentos de química orgánica.
Editorial Minerva
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