Subido por Andres Caceres

QUIMICA

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Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de
Investigación - VIACI
Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería
Programa: Ciencias Básicas
Curso: Química General
Código: 201102
Anexo – Tarea 2
________________________________________________
Nombre y apellidos del estudiante
__________________________________________
Programa Académico
Contacto: ____________________________________
Correo electrónico institucional
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
abril, 2019
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Curso: Química General
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Introducción.
La química es una ciencia muy extendida en la cual los procesos químicos implican un análisis
cuantitativo para realizar un análisis respecto a las soluciones y sus concentraciones para lo cual se hacen
sencillos procedimientos matemáticos, teniendo en cuenta las diferentes variables que intervienen en el
proceso, estos análisis sirven para determinar los usos que se le pueden dar a diferentes tipos de
soluciones teniendo en cuenta conceptos como soluto, solvente.
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Ejercicio 1. Componentes de una solución y unidades de concentración.
Tabla 1. Unidades de concentración Física y química.
Enunciado del problema
B. Se disolvieron 0,5 gramos de sulfato de hierro (FeSO4) en agua hasta un volumen de 800 mL, dando
como resultado una solución con una densidad de 1,03 g/mL. Considerar la densidad del soluto de
2,84 g/mL.
Componentes
Soluto
FeSO4
Solvente
H2O
Unidades de concentración Físicas
% peso / peso
% peso / volumen
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0,5𝑔
𝜌𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 =
𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
𝑣𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
𝜌𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 ∗ 𝑣𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 = 𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
% 𝐩⁄𝐯 =
𝐦𝐚𝐬𝐚 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝐦𝐋 𝐝𝐞 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢𝐨𝐧
% 𝑝⁄𝑣 =
0,5𝑔
∗ 100
800𝑚𝐿
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% 𝐩⁄𝐯 = 𝟎, 𝟎𝟔𝟐𝟓
1,03 𝑔/𝑚𝐿 ∗ 800𝑚𝐿 = 𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
824𝑔 = 𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
% 𝐩⁄𝐩 =
𝐦𝐚𝐬𝐚 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝐦𝐚𝐬𝐚 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢𝐨𝐧
% 𝑝⁄𝑝 =
0,5𝑔
∗ 100
824𝑔
% 𝐩⁄𝐩 = 𝟎, 𝟎𝟔
% volumen/ volumen
𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞𝐧 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨
% 𝐯⁄𝐯 =
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞𝐧 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢𝐨𝐧
𝜌𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑣𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
Partes por millón (ppm)
𝐩𝐩𝐦 =
𝐦𝐠 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨
𝐥𝐢𝐭𝐫𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢𝐨𝐧
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𝑣𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝜌𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑣𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 =
0,5𝑔
𝑔
2,84 𝑚𝐿
𝑣𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0,176𝑚𝐿
1000𝑚𝑔
1𝑔
𝑝𝑝𝑚 =
1𝐿
800𝑚𝐿 ∗ 1000𝑚𝐿
0,5𝑔 ∗
𝑝𝑝𝑚 =
500𝑚𝑔
0,8𝐿
𝐩𝐩𝐦 = 𝟔𝟐𝟓 𝐦𝐠/𝐋
% 𝑣⁄𝑣 =
0,176𝑚𝐿
∗ 100
800𝑚𝐿
% 𝐯⁄𝐯 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟐
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Unidades de concentración Química
Molaridad
𝐧 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨
𝐌=
𝐥𝐢𝐭𝐫𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢𝐨𝐧
𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0,5𝑔 ∗
1𝑚𝑜𝑙
152𝑔
𝐧𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟑𝟐𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
0,0032 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
𝑀=
0,8𝐿
𝐌 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟒𝐌
molalidad
𝐧 𝐝𝐞 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐨
𝐦=
𝐊𝐠 𝐝𝐞 𝐝𝐢𝐬𝐨𝐥𝐯𝐞𝐧𝐭𝐞
disolvente = msolucion − msoluto
disolvente = 824g − 0,5g
disolvente = 823,5g ∗
m=
1Kg
= 𝟎, 𝟖𝟐𝟑𝟓𝐊𝐠
1000g
0,0032moles
0,8235Kg
𝐦 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟑𝟖𝐦
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Normalidad
𝑁=
𝑒𝑞 − 𝑔 𝐹𝑒𝑆𝑂4 =
𝑁=
Fracción Molar
𝑛𝑖
𝑋=
𝑛𝑡
𝑒𝑞 − 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
0,5𝑔
= 0.00658 𝑒𝑞 − 𝑔
152𝑔
( 2𝑒𝑞 )
0.00658𝑒𝑞 − 𝑔 𝐹𝑒𝑆𝑂4
0.8𝐿
𝐍 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟖𝟐𝐍
𝑋=
0,0032𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
0,0032𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 + 45,7𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
𝐗 = 𝟕 ∗ 𝟏𝟎−𝟓
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Ejercicio 2. Propiedades coligativas.
Tabla 2. Propiedades Coligativas.
Enunciado ejercicio
E. Cuál es el punto de ebullición de 200 g de una solución acuosa de urea al 13 % en peso, si la
masa molar de urea es 60 g/mol. (Keb = 0,52 °C/molal)
Solución.
𝟐𝟎𝟎𝒈 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊𝒐𝒏
13%
Urea al 13% en peso = 200g ∗ 100% = 𝟐𝟔 𝒈 𝒅𝒆 𝑼𝒓𝒆𝒂
𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒓 = 𝟔𝟎
𝑲𝒆𝒃 = 𝟎, 𝟓𝟐º
𝒈
𝒎𝒐𝒍
𝑪
𝒎𝒐𝒍𝒂𝒍
∆𝑻𝒆𝒃 = 𝑲𝒆𝒃 ∗ 𝒎
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𝒎=
𝒏 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐
𝑲𝒈 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆
1𝑚𝑜𝑙
𝑔 = 𝟎, 𝟒𝟑𝟑𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝑼𝒓𝒆𝒂
60
𝑚𝑜𝑙
𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 26𝑔 ∗
𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 200𝑔 − 26𝑔 = 176𝑔 ∗
𝒎=
1𝐾𝑔
= 𝟎, 𝟏𝟕𝟒𝑲𝒈 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆
1000𝑔
0,433moles de Urea
0,174Kg de disolvente
𝒎 = 𝟐, 𝟒𝟖𝟖𝒎𝒐𝒍𝒂𝒍
𝐶
∗ 2,488 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙
∆𝐓𝐞𝐛 = 𝟏, 𝟐𝟗º𝐂
∆𝑻𝒆𝒃 = 0,52 º
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𝑇𝑒𝑏𝑠𝑜𝑙 = 𝑇𝑒𝑏𝐻20 + ∆𝑇𝑒𝑏
𝑇𝑒𝑏𝑠𝑜𝑙 = 100º𝐶 + 1,29º𝐶
𝐓𝐞𝐛𝐬𝐨𝐥 = 𝟏𝟎𝟏, 𝟐𝟗º𝐂
Respuesta a los interrogantes
❖ En el momento de cambiar el soluto de una disolución, de cloruro de calcio a sacarosa siendo
ambos solutos no volátiles, ¿podríamos afirmar que una propiedad coligativa depende del peso
molecular de la sustancia?
Las propiedades coligativas tienen como propiedad principal que están relacionadas con el
peso molecular de la sustancia y pueden cambiar de acuerdo al uso que se le va a dar en torno
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a producir una reacción entre estas en un momento determinado, por lo que se si puede
realizar la afirmación planteada.
❖ ¿Cómo es la variación de la de temperatura de ebullición de una solución al aumentar a
concentración de solutos no volátiles?
En una mezcla con presencia de solutos no volátiles, si estos son aumentados se tiene que la
presión de dicha mezcla disminuye con la interacción de estos con las demás variables, en el caso de
la temperatura de ebullición también se ve afectada disminuyendo de acuerdo al aumento en la
concentración de solutos no volátiles y la disminución de la presión.
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Ejercicio 3. Constantes de Equilibrio. Principio de Le Châtelier.
Tabla 3. Constante de equilibrio.
Enunciado del ejercicio
B. Considere el siguiente equilibrio:
2A
(g)
+B
(g)
⇌ 2C
(g)
Se colocan en un recipiente de 1 L, 10 moles de A y 12 moles de B. Si en el equilibrio se
encuentran 3 moles de A, calcule la constante de equilibrio para la reacción
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Solución.
2𝐴 (𝑔) + 𝐵 (𝑔) ⇌ 2𝐶 (𝑔)
𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 10𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 12𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ⇌
[𝐵]
𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑜 3𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
[ 𝐵] = 12moles ∗
3moles
10moles
[ 𝑩] = 𝟑, 𝟔𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
[ 𝐶] = 3moles ∗
3moles
10moles
[ 𝑪] = 𝟎, 𝟗𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
3𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
[𝐶]
⇌
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2𝐴
𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑜
3𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
+
𝐵
3.6𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
[𝑪]𝟐
𝑲𝑪 =
[𝑨]𝟐 [𝑩]
[𝟎. 𝟗]𝟐
𝑲𝑪 =
[𝟑]𝟐 [𝟑. 𝟔]
𝑲𝑪 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟓 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔/𝑳
⇌
2𝐶
⇌
0.9𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
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Ejercicio 4. Escala de pH.
Tabla 4. Determinación del pH y pOH.
Enunciado del problema
d. ¿Cuál es el pH de una solución 0,4 M de NH3 si su constante de disociación es 1,75 x 105?
Solución.
𝐍𝐇𝟑 + 𝐇𝟐 𝐎 ⇌ 𝐍𝐇𝟒 + 𝐎𝐇
𝟎. 𝟒𝐌 − 𝐗
−− ⇌𝐗
+𝐗
𝐾𝐶 =
[𝑁𝐻4 ][𝑂𝐻]
[𝑁𝐻3 ]
𝐾𝐶 =
[𝑋][𝑋]
[0,4 − 𝑋]
𝐾𝐶 =
[𝑋]2
0,4 − 𝑋
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[𝑋]2
0,4 − 𝑋
−6
7 ∗ 10 − 1.75 ∗ 10−5 𝑋 = 𝑋 2
1.75 ∗ 10−5 =
𝑋 2 + 1.75 ∗ 10−5 𝑋 − 7 ∗ 10−6 = 0
−1.75 ∗ 10−5 ± √(1.75 ∗ 10−5 )2 − 4(1)(−7 ∗ 10−6 )
𝑋=
2(1)
𝐗 = 𝟐. 𝟔𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
pOH = −log[OH]
pOH = −log[2.64 ∗ 10−3 ]
𝐩𝐎𝐇 = 𝟐. 𝟔
pH = 14 − pOH
pH = 14 − 2.6
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𝐩𝐇 = 𝟏𝟏. 𝟒
Figura 1. Simulador de pH.
Consultado el 6 de junio del 2018 y disponible en línea: https://phet.colorado.edu/sims/html/ph-scalebasics/latest/ph-scale-basics_en.html
Tabla 5. Medición de pH en un simulador.
Nombre del
Estudiante
1.
2.
3.
4.
Mezcla y pH
Café
Café
Café
Café
en
en
en
en
agua
agua
agua
agua
Volumen
de
Agua(L)
0,4
0,4
0,4
0,4
Volumen adicionado/pH registrado
V
pH
V
pH
V
0,01
0,01
0,01
0,01
6.38
6.37
6.36
6.46
0,02
0,02
0,02
0,02
6.22
6.17
6.26
6.18
0,03
0,03
0,03
0,03
pH
6.09
6.09
6.13
6.06
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5.
Café en agua
0,4
0,01
6.35
0,02
6.25
0,03
6.08
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Volumen solucion (mL)
pH
0,41
0,42
0,43
6,384
6,216
6,09
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Se tomaron 5 medidas comenzando con 0,4 mL de agua que tiene un pH neutro y se aumentó a razón
de un cambio de volumen de 0,01 mL de soluto. Con base en los resultados se puede ver que a medida
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que aumenta la concentración de solvente, en este caso café, el pH de la solución empieza a disminuir,
empezando por un pH neutro, es decir que la solución se vuelve de carácter acido, por lo que se concluye
que el café es una sustancia de acida, en la gráfica se ve de forma más detallada la disminución en el
potencial de hidrogeno para la solución para su valor promedio en el cambio de volumen.
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Ejercicio 5. Aplicación y generalidades de las moléculas.
Tabla 6.
Interrogantes de las moléculas escogidas.
Nombre
del
estudiante
A. Determinar la concentración Molar de las cuatro moléculas escogidas, si el peso de cada molécula es 5
gramos, disueltos a un volumen de solución de 1500 mL.
Concentra
CaCO3=100g/mol
𝟏𝐦𝐨𝐥
ción Molar
𝐧𝐂𝐚𝐂𝐎𝟑 = 𝟓𝐠 ∗
𝟏𝟎𝟎𝒈
de la
Molécula
𝐧𝐂𝐚𝐂𝐎𝟑 = 𝟎, 𝟎𝟓𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
1.
𝐌=
𝟎, 𝟎𝟓𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
𝟏, 𝟓𝐋
𝐌 = 𝟎, 𝟎𝟑𝐌
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Concentra
ción Molar
de la
Molécula
2.
HgO=217g/mol
𝐧𝐇𝐠𝐎 = 𝟓𝐠 ∗
𝟏𝐦𝐨𝐥
𝟐𝟏𝟕𝒈
𝐧𝐇𝐠𝐎 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟑𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
𝐌=
𝟎, 𝟎𝟐𝟑𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
𝟏, 𝟓𝐋
𝐌 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟓𝐌
Concentra
ción Molar
de la
Molécula
3.
Sn(OH)4 =187g/mol
𝟏𝐦𝐨𝐥
𝐧𝐒𝐧(𝐎𝐇)𝟒 = 𝟓𝐠 ∗
𝟏𝟖𝟕𝒈
𝐧𝐒𝐧(𝐎𝐇)𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟕𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
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𝐌=
𝟎, 𝟎𝟐𝟕𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
𝟏, 𝟓𝐋
𝐌 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟕𝐌
Concentra
ción Molar
de la
Molécula
4.
H2SO3=82g/mol
𝐧𝑯𝟐 𝐒𝐎𝟑 = 𝟓𝐠 ∗
𝟏𝐦𝐨𝐥
𝟖𝟐𝒈
𝐧𝑯𝟐 𝐒𝐎𝟑 = 𝟎, 𝟎𝟔𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
𝐌=
𝟎, 𝟎𝟔𝐦𝐨𝐥𝐞𝐬
𝟏, 𝟓𝐋
𝐌 = 𝟎, 𝟎𝟒𝐌
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B. ¿Qué problemas de salud puede causar cuando un ser humano entra en contacto con cada una de las
moléculas?
CaCO3: Se conoce como carbonato de calcio y es muy usado en la industria química,
Molécula
1.
en la fabricación de plástico, también es usado en la medicina como suplemento de calcio
es de bajo precio y puede ser perjudicial en su uso industrial en la medida que
no se usen EPP que impidan la aspiración de polvos.
Molécula
2.
HgO: El óxido de mercurio es muy usado en la fabricación de aparatos electrónicos
así como en la medicina, es una sustancia toxica
que puede ser fácilmente absorbida a través de la piel,
por ingestión o por inhalación puede producir irritación en los ojos y en la piel
y afectar de manera sensible a los riñones
Molécula
3.
Sn(OH)4 : el hidróxido de estaño es más que todo un catalizador usado en la industria química
para la síntesis de compuestos aromáticos, no es peligroso al contacto,
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sin embargo como cualquier compuesto químico de uso industrial
su ingestión puede ser perjudicial para la salud
Molécula
4.
H2SO3: el ácido sulfurosos es un compuesto en forma de gas,
Usado en la fabricación de blanqueadores y desinfectantes,
también es usado como agente reductor, es nocivo en caso de inhalación
y al ser un ácido puede provocar quemaduras graves en la piel o lesiones en los ojos,
por lo que el uso debe hacer con los respectivos EPP.
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Conclusiones
Se realizaron análisis para reacciones químicas teniendo en cuenta los porcentajes en masa y volumen
para soluciones, esto con el fin de determinar concentraciones tales como molaridad, molalidad,
normalidad y fracción molar, esto con el fin de determinar los usos de una solución o su pertinencia en un
proceso químico.
Se entendió que una reacción química siempre tiende a encontrar el equilibrio para obtener el mayor
rendimiento posible en una reacción, mediante la determinación de las constantes químicas que
representan a la reacción, esto es de gran ayuda en la determinación de los potenciales de hidrogeno o de
iones OH- para una solución.
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Bibliografía
Babor, J. A., & Ibarz Aznarez, J. (1960). Química general moderna: una introducción a la química física ya la química
descriptiva superior (inorgánica y bioquímica).
Doña, R. J. Eiroa, et al. (2014). Química. (pp. 105-115). Las Palmas de Gran Canaria, ES: Universidad de Las Palmas de
Gran Canaria. Servicio de Publicaciones y Difusión Científica. Recuperado de:
http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?ppg=106&docID=3227579&tm=15317640
85193
Recio, D. (2006). Química general. (pp. 83-93). México, D.F., MX: McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de
http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?ppg=94&docID=3192629&tm=153176414
5734
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