Guía Teórico – Práctica Q u í m i c a
E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA
Guía Teórica Nro. 1: Sistemas Materiales Contenido Sistemas Materiales Composición centesimal Soluciones MATERIA Y CUERPO: Llamamos materia a todo aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio, es decir aquello que compone el universo. Por ejemplo: agua, arena, aire, etc. La materia está compuesta por distintos tipos de sustancias. Podemos definir cuerpo como una porción limitada de materia. Por ejemplo: una tiza, una barra de hierro, un vaso con agua, etc.
PROPIEDADES DE LA MATERIA: Son todas aquellas cualidades que permiten caracterizar a la materia. Se clasifican en tres grupos: a}- Organolépticas: son aquellas propiedades que pueden ser captadas a través de los sentidos, por ejemplo: color, olor, sabor, etc. b}- Intensivas: son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada, por ejemplo: color, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, etc. c}- Extensivas: son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada, por ejemplo: masa, volumen, peso, etc.
ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA: Existen tres estados de agregación de la materia (sólido, líquido, gaseoso) con las siguientes características:
LIQUIDO: poseen volumen propio, no poseen forma propia sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene, sus moléculas no se hallan en ordenación regular, son difícilmente compresibles, las fuerzas de atracción intermoleculares equilibran a las de repulsión, poseen superficie libre plana y horizontal. GASEOSO: no poseen forma ni volumen propios, adoptan las del recipiente que los contiene, poseen mucha movilidad molecular, son fácilmente compresibles, no poseen superficie libre, las fuerzas de repulsión intermoleculares predominan sobre las de atracción. Prof. Diego Amato
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SOLIDO: poseen forma y volumen propios, poseen sus moléculas en ordenación regular (estructura cristalina), son incompresibles, predominan las fuerzas de atracción intermolecular sobre las de repulsión.
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CAMBIOS DE ESTADO: Los cambios de estado son transformaciones físicas en las cuales la materia cambia de estado de agregación, mediante una transferencia o intercambio de energía (calor). Durante dichas transformaciones, la temperatura del sistema permanece constante, denominándose Punto de Fusión, Punto de Ebullición, etc.
SISTEMAS MATERIALES: Se denomina sistema material a un cuerpo o conjunto de cuerpos aislados para su estudio, es decir, una porción de universo aislada en forma real o imaginaria.
1. Según su composición: I.
Homogéneos: son aquellos que poseen las mismas propiedades intensivas en cualquier punto del sistema. Ejemplo: agua, alcohol, aire, etc.
II.
Heterogéneos: son aquellos que poseen propiedades diferentes en dos o más puntos del sistema; presentando superficies de discontinuidad (interfases). Ejemplo: agua con dos cubos de hielo, agua y arena, etc.
2. Según el intercambio con el medio ambiente: I.
Abiertos: son aquellos que intercambian materia y energía con el medio ambiente. Por ejemplo una pava con agua hirviendo.
II.
Cerrados: son aquellos que solo intercambian energía con el medio ambiente. Por ejemplo, una lamparita encendida.
III.
Aislados: son aquellos que no intercambian ni materia ni energía con el medio ambiente. Por ejemplo, un termo cerrado.
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Clasificación: se pueden clasificar según dos criterios:
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA F a s e es cada uno de los sistemas homogéneos que componen un sistema heterogéneo, separados por superficies de discontinuidad, denominadas interfases. Un sistema heterogéneo puede ser bifásico, trifásico, tetrafásico, etc. Por ejemplo, supongamos tener un sistema material formado por agua, arena, aceite, 2 clavos de hierro y 2 cubos de hielo: es un sistema heterogéneo formado por 5 fases (hielo, aceite, agua, hierro, arena) y 4 componentes (agua, aceite, hierro,arena)
S e p a r a c i ó n
d e
F a s e s :
Existen varios métodos mecánicos para separar las fases de un sistema heterogéneo, dependiendo del estado de agregación de cada fase: Solubilización: consiste en disolver uno de los componentes de una mezcla sólida, por ejemplo, arena y sal. Se agrega agua caliente, disolviéndose la sal y permaneciendo la arena insoluble. Para la separación final del sistema se emplea el método siguiente. Filtración y Evaporación: consiste en filtrar el componente disuelto en el punto anterior y recuperarlo (arena y agua salada). Al filtrar, pasa el agua salada a través del filtro y queda la arena retenida en éste. Luego se evapora el agua quedando la sal en estado sólido en el fondo del recipiente.
Centrifugación: es una decantación acelerada por fuerza centrífuga. Por ejemplo, si colocamos tinta china en un aparato denominado centrífuga, al girar a gran velocidad, decantan las partículas de carbón suspendidas obteniéndose las dos fases separadas: agua y carbón. Para la separación completa, puede realizarse posteriormente una filtración o decantación. Levigación: se emplea para separar dos sólidos por arrastre con corriente de agua. Por ejemplo, una mezcla de corcho y arena puede separarse haciendo circular a través de él, una corriente de agua que arrastra el corcho mientras la arena permanece en su lugar. Tamización: se utiliza para separar dos sólidos de diferente tamaño de partícula pasándolo a través de una tela denominada tamiz. Por ejemplo al tamizar sal fina y azúcar, como los cristales de sal son más pequeños que los de azúcar, pasan a través del tamiz mientras que los cristales de azúcar quedan retenidos. Sublimación: se emplea para separar un sólido volátil de otro no volátil por sublimación. Por ejemplo, al calentar una mezcla sólida de yodo y arena, el primero volatiliza y puede recuperarse colocando sobre la mezcla una superficie fría sobre la cual condensa el vapor de yodo. Tría: para separar cuerpos sólidos grandes mediante pinzas. Por ejemplo, para seProf. Diego Amato
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Decantación: permite separar un sólido insoluble en un líquido ( por ejemplo, agua y arena) o dos líquidos inmiscibles de diferente densidad (por ejemplo, agua y aceite ). El componente más denso se ubica en la parte inferior del recipiente. Como puede verse en la figura más adelante, esto puede realizarse volcando el líquido sobrenadante en el primer caso o por medio de una ampolla de decantación en el segundo caso.
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA parar trozos de corcho, cubos de hielo, clavos, etc. Imantación: se emplea para separar sólidos magnéticos de otros sólidos no magnéticos, como por ejemplo, limadura de hierro y arena. Al acercar un imán al sistema, éste retiene las partículas de limadura de hierro y puede decantarse la arena. En la figura siguiente se muestran algunos de los métodos empleados en la separación de fases:
M e c a n i s m o S e c u e n c i a l S e p a r a t i v o : Veamos como se plantea esquemáticamente la separación de un sistema material. Supongamos que el sistema está formado por arena, sal, limadura de hierro, limadura de aluminio y canto rodado.
Arena Sal Lim. de Fe Lim. de Al Canto rodado
Lim. de Fe Imantacion
Arena Sal Lim. de Fe Lim. de Al Canto rodado
Canto rodado Tria
Arena Sal Lim. de Al Solubilización
Lim. de Al
SAl
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Tamizacion
Evaporación
Arena Lim. de Al
Agua salada
Filtracion
Arena Agua salada Lim. de Al
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Arena
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA D I S P E R S I O N E S : Son sistemas heterogéneos bifásicos en los cuales el componente que está en mayor proporción se lo denomina fase dispersante, y el de menor proporción, fase dispersa. De acuerdo al estado de agregación de cada fase se clasifican en: Nombre Sol Sólido o Agregado Suspensión (Gel o Sol)* Aerosol Sólido Emulsión Sólida Emulsión Aerosol Líquido Espuma Sólida Espuma
Fase Dispersa Sólida Sólida Sólida Líquida Líquida Líquida Gaseosa Gaseosa
Fase Dispersante Sólida Líquida Gaseosa Sólida Líquida Gaseosa Sólida Líquida
Ejemplo Cuarzo, Rubí Tinta China (gelatina) Humo Queso Leche Nubes Piedra pómez Cremas heladas
* Cuando la gelatina está caliente tiene un aspecto líquido y el sistema se denomina sol. Las dispersiones pueden clasificarse también según el tamaño de las partículas que forman la fase dispersa en: a) Dispersiones Groseras: la fase dispersa puede ser observada a simple vista o por medio de una lupa. Por ejemplo, bebidas gaseosas, talco y agua, azufle y limadura de hierro, etc. b) Dispersiones Finas: son sistemas dispersos en los cuales la fase dispersa no es observable a simple vista pero sí a través de un microscopio. Dentro de este grupo se encuentran las suspensiones como la tinta china y las emulsiones como la leche. c) Dispersiones Coloidales o Soles: son sistemas heterogéneos en los cuales la fase dispersa tiene un grado de división tal que solo puede distinguirse a través del ultramicroscopio. En este aparato, la luz incide lateralmente y las partículas suspendidas difunden la luz como puntos luminosos (efecto Tyndall). Comprenden este tipo de dispersiones los geles, el agua jabonosa, clara de huevo en agua, etc. d) Dispersiones Moleculares: son sistemas dispersos que no pueden distinguirse ni aún con el ultramicroscopio. Por lo tanto, se trata en realidad de sistemas homogéneos y es el caso de las soluciones. M A T E R I A L E S
H O M O G E N E O S :
Los sistemas homogéneos, de acuerdo a su composición, se clasifican en sustancias puras y soluciones. 1)
Sustancias puras: son sistemas homogéneos con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. Estan formadas por una sola sustancia y presentan propiedades características (propias y exclusivas) de ellas. Ejemplos: agua, sal, etc. a) Las sustancias puras se clasifican a su vez en: i)
Sustancias Puras Simples: son aquellas que no pueden ser separadas en otras sustancias. Constituyen este grupo las sustancias elementales o elementos: Hidrógeno, Carbono, Azufre, Oxígeno, etc.
ii)
Sustancias Puras Compuestas: son aquellas que pueden originar a través de reacciones de descomposición, sustancias puras simples. Es el caso del agua, el anhídrido carbónico, la sal, etc.
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S I S T E M A S
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Soluciones: son sistemas homogéneos formados por dos o más sustancias puras o especies químicas. El componente que esta en mayor proporción, generalmente líquido, se denomina solvente o disolvente, y el que esta en menor proporción soluto. Si un soluto sólido se disuelve en un solvente líquido, se dice que es soluble, en cambio, si el soluto también es líquido entonces se dice que es miscible.
Las soluciones pueden ser separadas en las sustancias puras que las componen mediante métodos de fraccionamiento. M é t o d o s d e f r a c c i o n a m i e n t o : son procesos físicos de separación. DESTILACION consiste en transformar un líquido en vapor ( vaporización ) y luego condensarlo por enfriamiento (condensación) . Como vemos, este método involucra cambios de estados. De acuerdo al tipo de solución que se trate, pueden aplicarse distentos tipos de destilación: Simple: se emplea para separar el solvente, de sustancias sólidas disueltas (solutos). Este método se aplica principalmente en procesos de purificación, como por ejemplo, a partir del agua de mar puede obtenerse agua pura destilando ésta y quedando los residuos sólidos disueltos en el fondo del recipiente. En la figura siguiente se representa un aparato de destilación simple utilizado comúnmente en
Fraccionada: se emplea para separar 2 o más líquidos miscibles de diferentes puntos de ebullición. El líquido de menor temperatura de ebullición destila primero. Para lograr obtener los líquidos puros se emplean columnas fraccionadoras, deflegmadoras o rectificadoras. Ej: alcohol (78.5'C) y agua (100'C).
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los laboratorios.
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En procesos industriales, este procedimiento se lleva a cabo dentro de grandes torres de acero, calefaccionadas por gas natural, fuel oil o vapor de agua sobrecalentado. La condensación de los vapores producidos se realiza en intercambiadores de calor o condensadores con agua fría o vapor de amoníaco. Se emplean para obtener agua destilada, fraccionamiento del petróleo en la obtención de naftas, aceites, gasoil, etc. CRISTALIZACION se emplea para separar sólidos disueltos en solventes líquidos. Puede hacerse por enfriamiento (disminución de solubilidad por descenso de temperatura) o por calentamiento (disminución de capacidad de disolución por evaporación del solvente).
CROMATOGRAFIA
Existen distintas técnicas cromatográficas: en placa, en papel, en columna. En la figura siguiente se representan dos técnicas cromatográficas sencillas: La cromatografía en placa se emplea con fines cualitativos para identificar sustancias, mientras que la cormatografía en columna, se emplea cuantitativamente para separar sustancias. En la actualidad, se emplean equipos sofisticados denominados cromatógrafos de alta presión que mediante un sistema computarizado, identifican cuali y cuantitativamente los componentes de una mezcla.
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se emplea para separar solutos sólidos disueltos en solventes adecuados (cloroformo, acetona, tetracloruro de carbono, etc.). Esta basado en la propiedad que tienen ciertas sustancias de absorber selectivamente a determinados solutos. Una fase, por ejemplo sólida, denominada fase fija absorbe los componentes de una mezcla. Otra fase, denominada fase móvil (líquida o gaseosa), al desplazarse sobre la fase fija arrastra los componentes de la mezcla a distinta velocidad, con lo cual se separan.
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA C O M P O S I C I O N
C E N T E S I M A L :
Se denomina asi al porcentaje de cada componente en un sistema material. Supongamos que un sistema material está formado por 20.00 g de agua, 5.00 g de arena y 25.00 g de aceite: Masa Total del Sistema: 20.00 g + 5.00 g + 25.00 g = 50.00 g Agua 50.00g 20.00g
Aceite
Arena 100% 40%
50.00g 5.00g
100% 10%
50.00g 25.00g
100% 50%
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Entonces, la composición centesimal del sistema es: Agua = 40% Arena = 10% Aceite = 50%
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Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales Contenido Sistemas Materiales Composición centesimal Soluciones 1) Indicar si las siguientes propiedades son extensivas o intensivas: e) Presión a) Volumen f) Sabor b) Densidad g) Pto. de ebullición c) Olor h) Peso d) Pto. de fusión 2) Indicar cuales de los siguientes sistemas son heterogéneos y cuales homogéneos, mencionando cuantas fases hay en cada uno, cuantos componentes hay y cuales son estos: a) Aire filtrado b) Aire con partículas de carbón suspendida. c) Oxigeno liquido d) Oxigeno liquido y aire gaseoso en contacto. 3) Dar el numero de fases e indicar cuales son en cada uno de los sistemas siguientes: a) Azufre, agua liquida, vapor de agua y hielo b) Vapor de agua tres trozos de hielo y dos trozos de hierro c) Aceite y agua liquida d) Azúcar parcialmente disuelta en agua e) Nitrógeno, oxigeno y virutas de hierro f) Sal disuelta en agua
5) Indicar cuales son sustancias compuestas y cuales sustancias simples o elementales. g) Oxido de cinc a) Hidróxido de calcio. h) Cobre b) Cloruro de potasio. i) Nitrógeno c) Acido sulfúrico. j) Amoniaco d) Sulfato de sodio k) Potasio e) Cloro l) Agua oxigenada f) Manganeso 6) .Para un sistema formado por oxigeno y helio gaseoso, indicar cuales de las siguientes afirmaciones son correctas justificando la respuesta: a) Hay dos fases b) Es heterogéneo 7) ¿Cuales de las siguientes proposiciones corresponde a una mezcla de agua liquida y dos trozos de hierro? Justificar la respuesta. a) Es homogéneo d) hay tres fases b) Hay una fase discontinua e) Las fases son separables por filtrac) Hay dos compuestos ción 8) Marcar cuáles de las siguientes características corresponde a una sustancia pura explicando la elección: Prof. Diego Amato
Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales
4) Cuáles de los siguientes sistemas son soluciones y cuales sustancias puras: e) Agua corriente filtrada a) Agua y alcohol f) Aire b) Oxido de magnesio g) Hielo c) Vino filtrado h) Agua de mar d) Mercurio
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA a) Es homogénea b) Tiene la misma densidad en todos sus puntos. 9) Por mezclado de las siguientes sustancias, en que casos se obtienen sistemas homogéneos. d) Carbón y kerosene a) Nitrógeno e hidrogeno gaseoso e) Agua y alcohol b) Agua y aceite c) Sal común y agua 10) Para un sistema formado por oxigeno y helio gaseoso, indicar cuales de las siguientes afirmaciones son correctas justificando la respuesta: a) Hay dos fases c) hay dos sustancias simples b) Es heterogéneo 11) ¿Cuáles de las siguientes proposiciones corresponde a una mezcla de agua liquida y dos trozos de hierro?. Justificar la respuesta. a) Es homogéneo d) hay tres fases b) Hay una fase discontinua e) Las fases son separables por filtrac) Hay dos compuestos ción 12) Marcar cuáles de las siguientes características corresponde a una sustancia pura explicando la elección:
a) la masa es constante b) El peso especifico es igual en todos sus puntos c) Los componentes se pueden separar por fraccionamiento d) Es siempre liquido e) Esta constituida por dos o más sustancias f) Siempre esta formada por sust. Elementales g) Tiene una sola fase 14) Cual o cuales de los siguientes métodos se puede usar para separar una solución en sus componentes. a) Filtración; destilación o decantación. 15) Un prisma rectangular de altura 10 cm posee una base de 5 cm2 de superficie posee una masa de 51 g. Determinar si flota o se hunde cuando se lo coloca en un liquido de densidad 1,809 g/cm3 16) Un cubo de arista 2 cm tiene una masa de 7 g. Determinar si flota o se hunde cuando se lo coloca en agua.
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c) Es siempre sólida a) Es homogénea d) esta formada por dos o más elemenb) Tiene la misma densidad en totos dos sus puntos. 13) Indicar y justificar cuales de las siguientes afirmaciones se refieren a una solución:
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA 17) Que métodos emplearía para separar los componentes de cada uno de los siguientes sistemas materiales. a) b) c) d) e) f) g) h)
Arena; agua Agua; aceite Arena; azúcar Hierro; cobre Carbón en polvo; sal Arena; naftaleno Arena; yodo Arena; corcho
i) Agua; kerosene j) Agua; alcohol fino k) Agua; alcohol; limaduras de hierro y azúcar l) Agua; éter (ver temp. de ebullición) m) Corcho; cobre; hierro y sulfato de sodio (soluble en agua)
a) Un sistema que a simple vista está formado por un solo tipo de partículas, es homogéneo b) Si el sistema tiene una sola sustancia, es homogéneo c) Una suspensión es un sistema heterogéneo d) El agua y el azúcar siempre forman un sistema homogéneo e) Una solución está formada por una sola sustancia f) Un ejemplo de sistema cerrado es un liquido colocado en un termo tapado g) Pueden existir sistemas heterogéneos formados por una sola sustancia. h) La leche es un sistema homogéneo i) Una sustancia está formada por dos o más elementos j) Un sistema formado por cloruro férrico y agua, al ser observado por el microscopio aparece como homogéneo, por lo tanto, el sistema es una solución k) Para distinguir una solución de una sustancia pura, debe realizarse un cambio de estado l) Un sistema formado únicamente por gases es homogéneo. m) Una sustancia pura compuesta tiene un solo tipo de moléculas. n) Las sustancias puras simples no pueden tener átomos diferentes. o) Todas las soluciones conducen la corriente eléctrica. p) Las sustancias simples pueden fraccionarse por destilación. q) Una sustancia pura compuesta tiene dos o más tipos de átomos r) Los sistemas homogéneos líquidos están formado por un solo componente. s) Los sistemas heterogéneos formado por un solo componente, no presentan superficie de discontinuidad (interfase) t) Los sistemas homogéneos siempre se presentan en un estado de agregación definido. u) La superficie de discontinuidad separa dos sistemas heterogéneos. v) La densidad de 100 g de agua es menor que la de 500 g de agua. w) Los métodos de fraccionamiento permiten obtener dos o más sistemas homogéneos de un sistema heterogéneo. x) Si se calienta una determinada cantidad de un liquido, su volumen aumenta y en consecuencia aumenta la masa.
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18) Indicar cuales afirmaciones son falsas o verdaderas justificando la elección.
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA 19) Dadas las siguientes dispersiones, señalar cual es la fase dispersante y cual la dispersa. Indicar el estado de agregación de cada una de ellas. a) b) c) d) e)
Polvo atmosférico Espuma 10 gramos de limaduras de hierro mezcladas con 1Kg de arena Queso gruyere Aire disuelto en agua
20) Proponer ejemplos de sistemas materiales compuestos por: a) 3 fases y 4 componentes c) 2 fases y 1 componente b) 1 fase y 2 componentes d) 1 fase y 4 componentes 21) Definir: a) Fase b) Interfase c) Cambio de estado
d) Sustancia pura e) Sustancia pura simple.
22) ¿Qué se entiende por descomposición?. Dar 3 ejemplos. ¿Es una transformación química o física? Justificar las respuestas. 23) Definir cuando se verifica una reacción de descomposición y una de combinación. Dar 3 ejemplos. 24) Indicar las características de los procesos físicos y químicos. Distinguir entre las siguientes transformaciones de la materia las que se clasifican como físicas y como químicas. d) imantación del hierro a) Combustión de una vela e) Neutralización de un ácido. b) Destilación de agua c) Fusión de cobre 25) Deseo separar los elementos de un compuesto, ¿cuáles de los siguientes métodos puedo utilizar? a) Descomposición térmica c) Destilación b) descomposición eléctrica d) Levigación.
a) Masa: 40 gr b) Color: grisáceo brillante c) Pto. De fusión: 1535°C
d) Volumen: 5.13 cm3 e) Insoluble en agua f) Peso específico: 7.8 g/cm3
27) La densidad es una propiedad de los cuerpos cuyo valor se calcula realizando el cociente entre la masa y el volumen (δ=m/v) (a) Calcular la densidad del hierro del ejercicio anterior. (b) Indicar si la densidad es una propiedad extensiva o intensiva. Justifique. 28) Se coloca en un recipiente 100g de agua pura líquida y se observa que ocupa un volumen de 100cm3: Explique claramente por qué la masa y el volumen no son propiedades intensivas. Indique qué ocurriría si la masa se duplicara. Saque conclusiones.
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26) Las siguientes propiedades han sido determinadas para un trozo de hierro. Indicar cuales son intensivas y cuales extensivas:
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA 29) Se tiene una mezcla de cuatro sustancias A, B, C, D que presentan las siguientes propiedades: a) A es una sustancia sólida soluble en agua, insoluble en solvente orgánico. b) B es una sustancia sólida insoluble en agua, soluble en solvente orgánico. c) C es una sustancia sólida insoluble en agua, y en un solvente orgánico. d) D es un líquido inmiscible en agua, miscible en un solvente orgánico, que disuelve a B. Hacer un esquema de un posible procedimiento a seguir para separar los componentes de la mezcla. 30) Las siguientes proposiciones se refieren a un sistema formado por tres trozos de hielo flotando en una solución de agua y sal. Indique si son verdaderas o falsas justificando su elección. a) Es un sistema homogéneo b) El sistema tiene tres fases sólidas y una liquida c) El sistema tiene dos interfases. d) Los componentes se pueden separar por filtración. e) El sistema tiene tres componentes 31) Indicar en cada caso por lo menos dos métodos que utilicen para separar fases de las siguientes características: a) Diferente tamaño de partícula b) Diferente densidad c) Propiedades características de alguna sustancia.
33) Dados cuatro cuerpos con las siguientes características: a) CUERPO 1: masa 16 g volumen 4 cm3 b) CUERPO 2: densidad 8 g/cm volumen 2 cm3 c) CUERPO 3: masa 12 g volumen 4 cm3 d) CUERPO 4: masa 12 g volurnen 3 cm3 indicar cuales afirmaciones son verdaderas: a) los cuerpos 1 y 4 tienen la misma masa y por lo tanto igual densidad b) los cuerpos 1 y 3 son del mismo material c) la densidad del cuerpo 1 es cuatro veces menor que la del 3 d) si el cuerpo 4 tuviese el mismo volumen que el 1, su masa seria de 16g e) Los cuerpos 1 y 3 tienen el mismo volumen y por lo tanto igual densidad. f)
los cuerpos 3 y 4 pueden ser del mismo material
g) los cuerpos 1 y 4 pueden ser del mismo material h) los cuerpos 1 y 2 tienen la misma masa
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales
32) Dado el siguiente sistema material formado por un litro de agua, 10 g de sal y 10 g de limaduras de hierro, decir cual de las siguientes afirmaciones es correcta: a) Se trata de un sistema material heterogéneo de dos fases. b) Se trata de un sistema material homogéneo de tres fases. c) se trata de un sistema material heterogéneo donde todas las fases son soluciones
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA 34) Unir con flechas los conceptos de cada columna según corresponda: pasaje de sólido a líquido
vaporización
pasaje de liquido a gas
condensación
pasaje de vapor a líquido
fusión
pasaje de liquido a sólido,
volatilizaron
pasaje de gas a líquido
solidificación
pasaje de sólido a gas
licuefacción
pasaje de gas a sólido
sublimación
35) completa las oraciones: a) mientras dura la fusión, sustancia...................................................
la
temperatura
de
una
b) la evaporación se cumple en la.......................................................................... del liquido c) la ebullición se cumple en la.................................. y en el................................. del liquido d) en un sistema material sistema..............................
heterogéneo,
e) los sistemas heterogéneos por............................................................
se
fase
constituye
pueden
un
separar
las soluciones se pueden.............................................
36) El pto. De fusión de una sustancia es de –97 °C y el de ebullición es de 55 °C. Determinar en que estado se encuentra la sustancia a las siguientes temperaturas: a) –56 °C d) 100 °C b) –100 °C c) temp. Ambiente 37) De ejemplos de sistemas materiales formados por: d) Una fase y tres componentes a) Una fase sólida y una liquida e) Una fase y un componente b) Dos fases sólidas y dos liquidas c) Tres fases y tres componentes 38) Se tiene azúcar y sal común disueltos en agua. Señalar las afirmaciones que son correctas: a) El peso especifico es igual en todas las porciones del sistema. b) El sistema esta constituido por mas de una sustancia c) El sistema posee una sola fase a cualquier temperatura. Prof. Diego Amato
Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales
f)
cada
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA
39) Mencionar un método para separar: a) Dos líquidos que forman un sistema heterogéneo. b) Un liquido y un sólido que forman un sistema heterogéneo c) Dos líquidos que forman un sistema homogéneo. 40) Dados los siguientes sistemas materiales: a) Sulfato cúprico disuelto en agua, arena y trozas de corcho b) limaduras de hierro, aceite y vinagre disuelto en agua. c) Talco en polvo, alcohol, sal, agua y arena. Indicar cuantas y cuales son las fases Indique que métodos y el orden que usaría para obtener los componentes por separado. 41) Clasificar las siguientes dispersiones indicando la fase dispersa y dispersante: f) 100 g de hierro en polvo y 10 g de a) Humo azufre en polvo b) Talco en polvo en agua g) Queso gruyere c) Niebla h) Esponja mojada d) Agua grasosa i) Agua avinagrada e) Albúmina sanguínea en agua 42) Unir las palabras de la izquierda con las de la derecha según corresponda a) mercurio b) aire c) azúcar d) azufre y hierro e) salmuera f)
mezcla sustancia simple
arena y bicarbonato de sodio
g) cloro
sustancia compuesta
i)
sulfuro de hierro (II) (FeS)
j)
oxido de plata
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h) solución acuosa de alcohol
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Composición Centesimal
1) Calcular la composición centesimal para cada uno de los siguientes sistemas materiales: a) 25gr de sal; 10gr de aceite; 15gr de carbón. b) 2.30gr de N2; 8.30gr de O2; 14.40gr de H2. c) 0.30gr de carbón; 0.90gr de azufre; 0.80gr de sodio. 2) Una aleación se prepara fundiendo 6.4gr de Pb, 10.6gr de Bi y 3.0gr de Sn ¿Cuál es la composición porcentual? ¿Cuánto metal de cada clase se necesita para preparar 70.0gr de aleación? ¿Qué peso de aleación puede prepararse con 4.20gr de Sn? 3) Una sustancia compuesta tiene 4.20gr de C; 3.40gr de N2, 0.40gr de H2 y 5.50gr de O2. ¿Cuál es la composición porcentual del sistema?
4) Una masa de 10.60gr de un compuesto contiene 1.20gr de C; 4.60gr de Na y el resto de O2. ¿Cuál es la composición porcentual del compuesto?
5) ¿Qué masa de cada componente hay en 15.80gr de una solución que tiene 95.0% de alcohol y 0.5% de agua?
6) Si un sistema tiene 20% de Pb; 5% de Cu y el resto de Sn. ¿Cuántos gramos de cada elemento hay en 1.482gr del sistema?
7) Un compuesto contiene 72.70% de O2 y 27.30% de C. ¿Cuántos gramos de cada elemento hay en 44gr del compuesto?
9) Una mezcla tiene 79.90% de Cu. ¿Qué masa del sistema contiene 17.80gr de Cu?
10) Un compuesto contiene 25% de H2 y 75% de C. ¿Qué masa de sustancia contiene 12gr de C?
11) ¿En qué masa de solución que contiene 2% de azúcar y 98% de agua hay 17gr de azúcar?
12) Una solución tiene agua, sal y alcohol. Hay 40.0% de agua. Además 400gr de solución contiene 20gr de sal. ¿Cuál es el porcentaje de alcohol en la solución?
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Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales
8) Un compuesto tiene 37.50% de C; 33.40% de O2; 23.90% de Na y 5.20% de H2. ¿Qué masa de cada elemento hay en 119.00gr del compuesto?
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13) Un sistema tiene 10% de Pb y contiene además Cu; Fe; Si. 114.20gr del sistema tiene 15.0gr de Cu. ¿Cuál es el porcentaje de Fe en dicho sistema?
14) Si la composición de una sustancia es 40.0% de C; 6.67% de H2 y 53.33% de O2. ¿Qué masa de sustancia contiene 16ggr de O2? 15) Una sustancia tiene 43.45% de Na. ¿Qué masa de sustancia contiene 23gr de Na?
16) El ácido sulfúrico tiene 2.04% de H2. Por otro lado 49.00gr de dicho ácido contiene 16gr de azufre. ¿Cuál es el porcentaje de O2 en dicha sustancia? 17) Un sistema heterogéneo tiene 20.50% de aceite, 74.7% de agua líquida y Cu. Se separa el aceite. ¿Cuál es la composición del sistema resultante?
18) Una solución contiene 60% de agua, 31% de etanol y el resto de sal. Se destila recogiéndose toda el agua y el etanol juntos. ¿Cuál es la composición del nuevo sistema liquido?
19) Una mezcla está formada por 20% de S; 8.80% de Fe y arena. Se separa todo el hierro con un imán. ¿Cuál es el porcentaje de arena que queda en el sistema final?
20) En un recipiente hay un sistema formado por 70% de agua y 30% de azúcar. El agua esta como liquido y vapor, habiendo 2.3gr de vapor y 19,7gr de agua líquida. ¿Qué masa tiene todo el sistema?
21) ¿Qué masa de azúcar hay que disolver en 152,8gr de agua para obtener una solución que contenga 1,2% de azúcar?
25) Se dispone de 40.3gr de un sistema que tiene 10.0% de Cu y el resto de sulfato de sodio. ¿Qué masa de Cu debe quitarse para que el sistema quede con 7.0% de Cu?
Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales
22) ¿Qué MASA de I2 se necesita disolver en 14.70gr de benceno para que la solución resultante sea 3.2% en I2?
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23) Un sistema tiene 20gr de azúcar, 10gr de sal, 5gr de Fe, 8gr de S y 9gr de Cu. Se agrega abundante agua y se filtra. ¿Cuál es la composición centesimal del sólido obtenido?
24) Se trabaja con 143.8gr de un sistema compuesto por: 20% de azúcar, 1.8% de sal, 5% de S, 6% de Cu y el resto Fe. Primero se añade agua y se filtra, luego se retira el Fe. a) ¿Qué porcentaje de Cu hay en el residuo sólido obtenido? b) ¿Cuál es la masa del sistema final?
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26) Un sistema tiene una masa de 41.8gr y está formado por arena y 78.2% agua. ¿Qué cantidad de liquido debe evaporarse para que el sistema final tenga 51.2% en agua?
27) Una masa de 15.8gr de solución de yodo en benceno tiene 8% de yodo. ¿Cuánto benceno se debe eliminar para que la solución resultante tenga 10.0% de yodo?
28) Un sistema heterogéneo esta constituido por 2.8% de S, 14.9% de Pb y el resto de Fe. Partiendo de 21.3gr del sistema se elimino parte del Fe. ¿Qué masa de Fe se eliminó si el sistema final tiene 10.3% de Fe?
29) Una masa de 83.4% de solución contiene 95.0% de agua, 4.1% de azúcar y el resto de sal. ¿Qué masa de agua debe evaporarse para que la solución resultante tenga 85% de agua?
30) Un carbón contiene 2.4% de agua. El residuo libre de humedad contiene 71.0% de carbón. Determinar el porcentaje de carbón en la muestra húmeda.
Guía de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales
31) Una arcilla contiene 45% de Si y 10% de agua. ¿Cuál es el porcentaje de sílice en la arcilla seca?
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Guía teórico - práctica Nro. 2: Disoluciones Contenidos Soluciones a) Definiciones. i) Soluto – Solvente b) Concentración de las soluciones i) Expresión de las concentraciones ii) % (m/m), % (m/v), %(v/v)
Objetivos Para aprobar este tema deberás:
Realizar cálculos sencillos para determinar concentraciones expresadas en (m/m), (m/v) y (v/v)
Contenidos previos Composición centesimal
Introducción Las soluciones son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una disolución constituye una de sus principales características. En la naturaleza, la materia se presenta, con mayor frecuencia, en forma de mezcla de sustancias puras. Las disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. Las soluciones forman parte de los hechos cotidianos, están presentes al respirar, ya que el aire es una solución de varios gases, al ingerir agua potable, ya que siempre contiene una serie de sustancias disueltas; cuando se utilizan aleaciones como bronce, latón, acero, en los fluidos que recorren nuestro organismo transportando los nutrientes necesarios para la vida.
Combinación, Mezcla Y Disolución
Los segundos, sin embargo, llevan consigo cambios químicos; la materia base sufre transformaciones que afectan a su naturaleza, por lo que una vez que se establece la separación, la simple reunión de los componentes no reproduce la sustancia original. Las mezclas son sistemas materiales que pueden fraccionarse o separarse en sus distintos componentes por métodos físicos. En cierto tipo de mezclas la materia se distribuye uniformemente por todo el volumen constituyendo un sistema homogéneo. Cuando una sustancia sólida se mezcla con un líquido de tal forma que no puede distinguirse de él, se dice que la sustancia ha sido disuelta por el líquido. A la mezcla homogénea así formada se la denomina disolución (sl). En este caso la sustancia sólida recibe el nombre de soluto (st) y el líquido se denomina disolvente (sv). La noción de disolución puede generalizarse e incluir la de gases en gases, gases en líquidos, líquidos en líquidos o sólidos en sólidos.
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Guía teórico - práctica Nro. 2: Disoluciones
La separación de un sistema material en los componentes que lo forman puede llevarse a cabo por métodos mecánicos o por métodos químicos. Los primeros incluyen una serie de operaciones tales como filtración, destilación o centrifugación, en las cuales no se produce ninguna alteración en la naturaleza de las sustancias, de modo que un simple reagrupamiento de los componentes obtenidos tras la separación dará lugar, nuevamente, al sistema primitivo.
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En general, el soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporción en la disolución y el disolvente la que se encuentra en mayor proporción. Cuando dos sustancias líquidas pueden dar lugar a mezclas homogéneas o disoluciones, se dice que son miscibles. Los esquemas que siguen son modelos de cuatro soluciones formadas por los mismos componentes, los círculos negros representan al soluto y los blancos al solvente, indicar si las soluciones son iguales y justificar.
Puntos blancos: Puntos negros: Relaciones: St/Sl = St/Sv =
Puntos blancos: Puntos negros: Relaciones: St/Sl = St/Sv =
Puntos blancos: Puntos negros: Relaciones: St/Sl = St/Sv =
Puntos blancos: Puntos negros: Relaciones: St/Sl = St/Sv =
A la relación que existe entre la cantidad de soluto y de solvente o entre la cantidad de soluto y solución, se llama concentración Dichas cantidades se pueden expresar en unidades de masa o de volumen.
Formas de expresar la concentración de las disoluciones Existen diferentes formas dé expresar la concentración de una disolución. Las que se emplean con mayor frecuencia supone el comparar la cantidad de soluto con la cantidad total de disolución, ya sea en términos de masas, ya sea en términos de masa a volumen o incluso de volumen a volumen, si todos los componentes son líquidos. En este grupo se incluyen las siguientes:
Porcentaje en masa.
% ( m / m) =
masa de soluto × 100 masa de solución
Porcentaje en volumen. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien cm3 de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente. Para calcular el volumen a que equivale dicha masa se utiliza la densidad, sabiendo que la densidad es:
δ = mv % (m / v) = Departamento de Química General
masa de soluto × 100 volumen de solución
Guía teórico - práctica Nro. 2: Disoluciones
Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente.
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Leer atentamente el texto y responder: El bronce y el oro 18 kilates son ejemplos de soluciones sólidas de metales denominadas aleaciones. El bronce es una aleación formada por cobre y estaño. El oro 18 kilates es una aleación de oro y cobre, aunque también puede estar formado por oro y plata o por oro y platino. El oro 24 kilates es oro puro, es decir se trata de una sustancia pura y no de una solución sólida. El valor 24 es la unidad de medida de comercialización para el oro. Así “oro 24 kilates” significa que por 24 pares de ese material, 24 son de oro. De la misma manera, “oro 18 kilates” expresa que por cada 24 partes de ese material, solo 18 son de oro. El resto, es decir, 6 partes son de cobre o de plata.
A. ¿Cual es el soluto y cual es el solvente del oro 18 kilates? B. Calcular el % m/m del oro 18 kilates. C. Averiguar la masa de oro que habrá en un anillo de oro 18 kilates de 6 g. La siguiente tabla resume los datos obtenidos en una experiencia cuando se agregan distintas masas de sal (sulfato cúprico) a 1000 g de agua a 25°C y 1 atm de presión. Completar, analizar los datos y sacar conclusiones.
A
50
Masa de sal sin disolver (gr) 0
B
190
0
C
210
D
300
90
E
450
240
Masa sal inicial (gr)
Masa de agua (sv) (gr)
1000
Masa de solución (sl) (gr)
Masa de sal disuelta (st) (gr)
% m/m
0
Guía teórico - práctica Nro. 2: Disoluciones
Los grados Gay Lussac indican la concentración de alcohol en % m/v. Calcular la masa de alcohol existente en un vaso de cerveza de 250 cm3 sabiendo que la graduación alcohólica es de 4°GL.
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Aplicación: cálculo de concentraciones 1. Se mezclan 5,00 g de cloruro de hidrógeno (HCI) con 35,00 g de agua, formándose una disolución cuya densidad a 20 ºC es de 1,060 g/cm3. Calcúlese: a) El % (m/m) b) El % (m/v) c) La concentración en gramos por litro
Resolución: a) Se trata de calcular el número de gramos de soluto por cada cien gramos de solución, es decir:
b) Calculamos el volumen correspondiente a 40 g de solución
δ = m v ⇒ v = mδ v = 40 g
1,060 g / cm
3
= 37,7cm 3
Ahora calculamos el número de gramos de soluto por cada 100 cm3 de solución.
g de HCl 5,00 g ⋅ 100 cm 3 = ⋅ 100 cm 3 = 13,26 % (m / v) de HCl 3 cm de disolución 37,7 cm 3
c)
Habiendo calculado la masa de soluto que hay por cada 100 cm3 de solución, es sencillo calcular la masa de soluto que hay por cada 1000 cm3 de solución:
g de HCl 5,00 g ⋅ 1000 cm 3 = ⋅ 1000 cm 3 = 132,6 % (m / v) de HCl 3 cm de disolución 37,7 cm
Guía teórico - práctica Nro. 2: Disoluciones
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Guía de ejercicios Nro. 2: Cálculo de concentraciones 1) La concentración del agua lavandina s de 3.5 %m/v de hipoclorito de sodio. ¿Cuál la masa de hipoclorito de sodio que contiene un envase de 5 litros de lavandina. 2) Un médico ordena inyectar a un paciente suero glucosado. La solución utilizada posee una concentración de 5.5 g de glucosa/100 cm3 de solución y el enfermo requiere 1.72 g de glucosa por hora. ¿Cuál es el tiempo que debe demorar en pasar un frasco de suero que contiene 250 cm3 de solución fisiológica. 3) Calcular las concentraciones en %m/m de las siguientes soluciones: a) 30g de st en 350g de sv b) 120g de st en 2.5Kg de sl. c) 2800g de sv en 3200g de sl 4) Indicar como puede prepararse 2500g de una solución de concentración 35% m/m 5) Calcular en qué masa de cada una de las soluciones habrá 120g de soluto: a) Sl. A 30% m/m b) Sl. B 5% m/m 6) 1 cm3 de solución acuosa de cloruro de sodio, cuya densidad es de 1,15 g/cm3 contiene disueltos 0,23 g de sal. Calcule la concentración de la solución. En: a) gr de soluto/100 g de solución b) gr de soluto/100 g de disolvente. Rta.: a.- 20 g b.- 25 g 7) En que masa de una solución al 2% de azúcar en agua se tiene 50 g de azúcar? Rta.: 8) Calcular la masa en gramos de Na2CO3 es necesario para preparar 0.5 litros de solución 35% Rta.: 9) Calcular la concentración en %(m/m) de una solución preparada disolviendo 500 mg de glucosa en 0.50 Kg de agua. Rta.:
13) ¿Qué composición centesimal posee un sistema que se prepara disolviendo 10 g de Iodo en 70 g de etanol y diluyendo con 70 g de agua?
Guía de ejercicios Nro. 2: Cálculo de concentraciones
10) Con 40 g de cloruro de amonio se desea preparar una solución acuosa al 18% en peso. Calcule a) Masa de sl que puede prepararse. b) Volumen de agua en que deberá disolverse la masa de sal. Rta.: a.- 222,2 g b.182,2 cm3
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11) Calcule el porcentaje en peso de soluto en una solución acuosa de ácido nítrico que contiene 354 g de ácido/dm3 de solución y cuya densidad es 1,18 g/cm3. Rta.: 30% 12) Se disuelven 24gr de glucosa en 60gr de agua. Calcular la composición de la solución resultante expresada en: a) Gramos de soluto /100gr de solución. b) Gramos de soluto /dm3 de solvente. Rta.: a) 28.6gr b) 400gr
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Rta.:: 6,675 de I2
14) La composición de una solución acuosa de cloruro de níquel(ll) es 320,0gr de sal /dm3 de solución. Su densidad es de 1.280gr/cm3. Expresar la composición de esa solución en: a) Gramos de soluto /100gr de solución. b) Gramos de soluto /dm3 de solvente. Rta.: a) 25gr b) 33.3gr 15) Se desean preparar 500 cm3 de una solución de cloruro cúprico en agua al 30% en peso (densidad 1,36 g/cm3) a) Calcule las masas de sal y de agua necesarias. b) Expresar dicha composición en g de sal/dm3 de solución. Rta.: a) 204 gr de sal y 476 g de agua b) 408 g/dm3 16) Calcule qué volumen de una solución acuosa de metanol al 20% en peso cuya densidad es 0,97 g/cm3, contiene 300 g de dicho alcohol. Rta.:: 1546,4 cm3 17) Se tiene una solución acuosa de ácido ortofosfórico que contiene 25gr de ácido en 100gr de agua y cuya densidad es 1.11gr/cm3. Expresar la composición en: a) Gramos de soluto /dm3 de solución b) Gramos de soluto /100gr de solución. Rta.: a) 222.4grb) 20gr 18) Una sl acuosa de H2SO4 de concentración 10% tiene una densidad de 1,04 g/cm3. Calcular su concentración en: a) g de st/100 g de sl. d) g de st/1000 cm3 de sv b) g de st/100 cm3 de sv c) g de st/100 cm3 de sl Rta.:
20) Una solución de sal en agua posee una densidad de δ= 1,085 g/cm3 contiene 20 g de sal en 80 g de solución. Expresar la concentración en a) gr de sal/100 g de agua. d) gr de sal/100 ml de agua. b) % (m/m) c) % (m/v) Rta.: 21) Una solución acuosa de cloruro de amonio contiene 10.07 g de sal por litro de solución. Su densidad es de δ= 1,007 g/cm3. Expresar la concentración en: a) % (m/m) d) gr de sal /1000 g de agua b) gr de sal /100 g de agua e) gr de sal /100 cm3 de agua c) % (m/v) Rta.:
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Guía de ejercicios Nro. 2: Cálculo de concentraciones
19) Se quiere preparar 500 cm3 de sl aq. de H2SO4 al 30% densidad 1,20 g/cm3. Calcular la concentración expresada en: a) g de st/100 g de sl. d) g de st/1000 cm3 de sv b) g de st/100 cm3 de sv c) g de st/100 cm3 de sl Rta.:
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22) Una solución de KCl en agua tiene 2.5 g de sal en 40 g de sl. Expresar la concentración en: a) % (m/m) b) Cuantos gramos de sal y agua se deberá añadir a la sl para obtener 100 g de sl de la misma concentración? Rta.: a) 6.25% b) 3.75 g de sal y 56.25g de agua 23) Se tiene una solución al 5% de densidad δ= 1.05 g/cm3. Expresar su concentración en: a) Gr de st/ 100 gr de sv c) Gr de st/ 100 cm3 de sl b) Gr de st/ 100 cm3 de sv d) Gr de st/ 100 gr de sl Rta.: 24) Hallar la concentración en %(m/v) de una solución ácida al 30% siendo la densidad de la solución de 1.20 g/cm3. Rta.: 36% (m/v) 25) Calcular las concentraciones en %(m/m) de las siguientes soluciones a) 40 g de st en 250 g de sv b) 100 g de st en 2500 g de sl c) 2500 g de sv en 3800 g de sl 26) calcular las masas de soluto y solvente existentes en 250 g de una solución cuya concentración es de 35% m/m 27) Calcular en que masas de cada una de las siguientes soluciones habrá 120 g de st. b) 5%
28) Se tiene una sl de ácido nítrico comercial al 63%, que posee una densidad δ = 1.2 g/cm3. Calcular: a) Gr de st/ 100 gr de sv b) Gr de st/ 100 cm3 de sv c) Gr de st/ 100 cm3 de sl d) Gr de st/ 100 gr de sl
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Guía de ejercicios Nro. 2: Cálculo de concentraciones
a) 30%
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Guía teórica Nro. 3: Estructura atómica. Desde los modelos atómicos hasta la estructura electrónica de los átomos ¿Qué explicaciones ha dado la Ciencia al problema de la constitución de la materia a lo largo de la historia? Primeras ideas en la Grecia antigua Casi todo el material escrito que nos llega acerca del pensamiento de los filósofos de la Grecia antigua provienen de fuentes indirectas, ya que no existía la imprenta por lo que cada copia era escrita a mano por escribas y/o traductores que interpretaban y muchas veces agregaban algo de su propia cosecha. Muchos de estos filósofos que mencionaremos aquí desarrollaron sus ideas sin escribirlas y las mismas fueron luego recopiladas por sus discípulos. De éstas ideas rescatamos las siguientes:
Empédocles (490-435 a.c): Para él la materia está compuesta por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, que bajo la acción de dos fuerzas opuestas, el amor y el odio, se unen o se separan en diferentes medidas para - constituir todas las sustancias.
Anaxágoras (500-428ac): El sostenía que cada una de las innumerables sustancias que existen está compuesta por combinaciones variables de partículas extremadamente pequeñas a las que llama gérmenes o semillas, y en cualquier porción de materia hay algo de todo. Decía que las diferencias que se observan entre los objetos se deben a que las semillas se agrupan de manera diferente y las propiedades del conjunto son una manifestación de las partículas que allí mas abundan. De acuerdo con este modelo, el consumo de alimentos promovía el crecimiento de la piel o del pelo porque en ellos hay pequeñas cantidades de gérmenes de piel y pelo.
Entre los atomistas de la época se destacó Demócrito del cual expondremos sus ideas: Demócrito: (460-370 a.c): Sostenía que los cambios de la Naturaleza pueden explicarse si se considera que la materia está compuesta por una única sustancia, repartida en partículas de diferentes formas, no divisibles, eternas e inalterables, a las que llamó átomos. Estos átomos se encuentran en continuo movimiento. La apariencia de las cosas se debe a las diversas formas y maneras en que se agrupan. Dado que toda la materia está formada por átomos y estos se mueven en el espacio, el espacio es vacío.
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Capítulo: Guía teórica Nro. 3: Estructura atómica.
Otro punto de controversia en la época era si la materia es continua, es decir infinitamente divisible, o si es discontinua, es decir con un límite para su división. A los qué sostenían que la materia era continua se los llamaba continuistas y a los que las consideraban discontinua, atomistas (en griego a-tomos, no divisible).
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA El pensamiento de los continuistas puede ser representado por Aristóteles el cual sostenía: Aristóteles (384-322 ac): Según él el vacío, no puede existir por que el vacío tiene que estar lleno con materia, a través del cual se transmiten efectos físicos por medio del contacto directo. Por consiguiente no acepta que la materia este compuesta por átomos y vacío. Proponía que cada sustancia está formada por materia y por esencia. Aceptó la teoría de que la materia está formada por cuatro elementos, tierra, agua, aire y fuego, que amplió con cuatro atributos elementales: caliente, frío, seco y humedad. Cada elemento posee dos de estas cualidades (nunca dos opuestas como caliente y frío). Así el agua es fría y húmeda, el fuego caliente y seco, etc. En cada sustancia la proporción en que están los elementos es diferente. Un líquido es tal por que el agua está en él en una elevada proporción, una piedra está compuesta sobre todo por tierra, una sustancia volátil contiene mucho aire. Los elementos pueden transformarse unos a otros variando algunas de sus cualidades características. Para convertir aire en agua basta que lo caliente sea sustituido por lo frío (así podía explicar la aparición del rocío en las mañanan frías). En todos estos cambios lo único que varía es la forma por que la materia prima de las que están hechos todos los elementos, no cambia nunca. Tenemos aquí, el origen de las teorías sobre la transmutación, que posteriormente siguieron los alquimistas cuando trataron de convertir algunos metales menos nobles, como el plomo en oro. Las ideas de Aristóteles fueron aceptadas como verdades durante varios siglos. Sin embargo paralelamente, otros filósofos continuaron sosteniendo que la materia es discontinua y el vacío necesario.
ACTIVIDAD Objetivo: Comparar las distintas teorías acerca de la constitución de la materia a lo largo de la historia. 1) Realiza un breve resumen en forma de cuadro donde figuren las semejanzas y diferencias entre los modelos propuestos por Empédocles, Anaxágoras, Demócrito y Aristóteles.
ESTRUCTURA ATÓMICA ¿Por qué nos interesa la estructura de los átomos? Porque es la disposición de las partes de los átomos lo que determina las propiedades de los distintos tipos de materia. Solo si entendemos la estructura atómica podremos saber de que manera se combinan los átomos para constituir las diferentes sustancias de la naturaleza y, lo que es aún más importante, como podemos modificar los materiales para satisfacer nuestras necesidades de manera más precisa. El conocimiento de la estructura atómica también es fundamental para nuestra salud. Un gran número de diagnósticos químicos se basan en el análisis de líquidos corporales como la sangre y la orina. Muchos de estos análisis dependen del conocimiento de los cambios que sufre la estructura de los átomos cuando se absorbe energía.
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Capítulo: Guía teórica Nro. 3: Estructura atómica.
2) ¿En qué se basaban estos filósofos para proponer sus modelos?
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Generalidades
Modelo
Conceptos generales
Concepción corpuscular de la materia. (siglo V a.C.)
Demócrito
Partícula indivisible e indestructible que constituye la materia.
J. J. Thomson
Esfera homogénea con carga positiva, con electrones en su interior que neutralizan la cargas de la esfera.
Rutherford
Núcleo con carga positiva rodeado de electrones que se encuentran fuera del núcleo en igual número que las cargas positivas de este.
Bohr
Núcleo con carga positiva donde esta concentrada toda la masa del átomo. Los electrones giran alrededor del núcleo constantemente sin ganar o perder energía excepto cuando Saltan de una órbita a otra.
Descubrimiento de la naturaleza eléctrica de la materia (fin del siglo XIX )
Descubrimiento de la radiactividad. (fin del siglo XIX)
Descubrimiento de las radiaciones electromagnéticas. Teoría cuántica (primeras décadas del siglo XX)
Aplicación de la mecánica ondu- Modelo atómico latoria a las partículas. actual Modelo de Schrödinger (tercera década del siglo XX)
Se define una función de onda que describe la probabilidad de hallar al electrón alrededor del núcleo del átomo. Esta probabilidad es una zona que esta caracterizada por los números cuánticos.
En la actualidad se acepta que un átomo neutro está formado por un núcleo central, con protones (de carga positiva) y neutrones (sin carga). Ambos tipos de partículas tienen masa similar.
Los protones y los neutrones se atraen en el núcleo por medio de una fuerza nuclear de atracción muy fuerte (fuerza de atracción nuclear) y los protones se repelen entre sí por una fuerza electromagnética muy fuerte (cargas iguales se repelen = Interacción electromagnética). Las fuerzas nucleares fuertes compensan las fuerzas electromagnéticas e impiden que el nucleo se desintegre.
Algunas definiciones Configuración Electrónica: Es la forma como se distribuyen los electrones de un átomo en los diferentes niveles y orbitales. Orbital: Es una región del espacio donde existe una alta probabilidad de encontrar un electrón girando. Para describir la distribución de los electrones en torno al núcleo se necesitan 4 números llamados números cuánticos, que son los siguientes: n, l, ml y s o ms.
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Capítulo: Guía teórica Nro. 3: Estructura atómica.
Además existen electrones de carga negativa (cuya masa es 1836 veces menor que la del protón o neutrón) y se ubican en la periferia. Teniendo en cuenta estos datos completar e! siguiente cuadro.
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA n es el nivel de energía, y corresponde al tamaño o volumen del átomo. Los niveles van de 1 a 7. Este nivel de energía aumenta con el valor de n, lo que significa que un electrón que se encuentre en el primer nivel de energía tiene menor energía que uno que esté en el tercero o cuarto nivel. l es el número cuántico secundario y se llama orbital. La expresión “l” que indica los orbitales que se encuentran en un nivel de energía está dada por n - 1, donde l toma todos los valores en el rango de 0 a 7 según corresponda. Si n = 1, entonces l = 0, podemos decir que cuando n es 1, sólo existen orbitales s. Si n = 2, entonces l = 1, podemos decir que cuando n es 2, existen orbitales s y p, ya que el máximo orbital puede ser l = 1. ml es el número cuántico magnético y se define como la dirección en el espacio que tienen los electrones en torno al núcleo, o sea, en los orbitales. ml toma todos los valores entre -l y l, incluyendo el 0. Lo anterior significa que: l 0 1 2 3
Direcciones en el espacio 0 1 -1, 0, 1 3 -2, -1, 0, 1, 2 5 -3, -2,-1, 0, 1, 2, 3 7 ml
El spin (s) es el giro del electrón en torno a su eje de rotación. El electrón, al girar, genera un campo magnético, y se comporta como un pequeño imán. A este movimiento se le asignan dos valores: - 1/2 y +1/2 que representan un giro a la izquierda, o a la derecha respecto a dicho eje. Como hay sólo dos posibilidades de giro, en cada orbital deben existir como máximo 2 electrones de distinto spin (antiparalelos). Para ubicar los electrones en los orbitales se acostumbra a representar al electrón de menor energía como a aquel tiene valor +1/2. Principio de Hund: Los electrones se ubican en cada uno de los orbitales, con el spin de menor energía, y una vez que todos los orbitales contienen el electrón de menor energía, se aparean con el electrón de spin contrario.
Principio de Aufbau: Los electrones en el átomo se ubican primero en los orbitales de menor energía, mientras que los orbitales de mayor energía solo se ocupan cuando se completa la capacidad de los de menor energía. Para escribir la configuración electrónica de un elemento, debemos seguir el orden de acuerdo a la Regla de las diagonales para colocar los electrones (de menor a mayor energía):
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Capítulo: Guía teórica Nro. 3: Estructura atómica.
Principio de Pauli: En un átomo no pueden existir dos electrones con sus 4 números cuánticos iguales.
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El rap de los Modelos Atómicos Todos sus versos te pareceran cómicos.
El tipo anterior, no estaba tan errado La teoría la usó Bhor, que estaba mas pirado
Hace mucho tiempo, Thompson fué el que estuvo Estuvo con su tubo su tubo de descarga Y lo llevó a la larga produciendo un resplandor asustandó a su tía Debido a que este desde el cátodo salía
Parece mentira, Bhor hizo un montón Le puso condiciones a su amigo el electrón
Él fue un gran tipo un tipo metódico Por eso a los rayos los llamó, catodicos Y a la ciencia dió, dió un gran envión porque descubrió algo que llamó electrón
ESTRIBILLO Me contaron a mi y a una amiga ridícula Existe la teoría Dual, La Onda Partícula
Thompson le sacó al cerebro músculos Porque él decía que eran corpúsculos Otra observación que gritó a voz viva Que tenían carga, carga negativa Pero no se cansó y llegó a la meta esas cosas viajan y van en línea recta Hay Thompson querido que frío que tenés Decís que la materia es un gran budín inglés Los Modelos Atómicos Se fueron pensando A medida que los genios La materia iban, ibán analizando. Después llegó Ernest de apellido difícil Sonaba algo así como Rutherford, que crisis Hizo una experiencia, no la entendió ni el loro se puso a bombardear una lamina de oro y el tipo descubrió, a un precio módico que existía realmente el Núcleo Atómico fué Ruthi muy duro, y aunque sin salario el gran Ruthi propuso el Modelo Planetario ESTRIBILLO
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Y dijo que no estaba girando por Canarias Girá dentro de Órbitas Estacionarias Y cada electrón decía que tenia una cosa llamada Cuanto de Energía.
Gracias a De Broglie, a Heisemberg y a otros Nosotros en el cole estudiamos como potros. De Broglie me dice y lo dijo por TV Lambda es igual a hache sobre eme por ve. El modelo actual, es uno de avanzada Dice el electrón tiene energía cuantizada. Pero la policía no halló al electrón Dice que es probable gire en algún rincón. Nosotros no usamos en vano al electrón Porque lleva asociado de onda una ecuación Una cosa importante definida en la era actual El electrón navega dentro de un orbital La probabilidad de encontrar un electrón En una zona del átomo es un hipermontón. Y antes de ponerme un cuanto más romántico Te digo estudiá de una los cuatro números cuánticos.
Capítulo: El rap de los Modelos Atómicos
Este es el rap de los Modelos Atómicos
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Características atómicas Numero atómico (Z): Es el número de cargas positivas que hay en el núcleo de un átomo. Si el átomo es neutro, coincide con el número de electrones.
z=p + Numero másico: (A) es el número de protones y neutrones que hay en el núcleo de un átomo.
A=p + +n Los átomos de un elemento determinado se designan con una letra mayúscula de imprenta que corresponde al nombre del elemento al que pertenece en latín o griego, si existen dos elementos con la misma inicial, se agrega la segunda letra del nombre pero en minúscula de imprenta, además se escriben las características atómicas: Z en la parte inferior izquierda y A en la parte superior izquierda.
A Z
X
39 19
K
¿Qué significa?
Si un átomo tiene 15 p+ y 14 n y es neutro, ¿cuál es su representación? Realizar su configuración electrónica. Completa el siguiente cuadro indicando: ¿Cuales son átomos neutro y por qué? Los iones son átomos con carga eléctrica, ¿por qué adquieren carga? Los iones positivos se llaman CATIONES, ¿cuáles son? Los iones negativos se llaman ANIONES, ¿cuáles son?
Símbolo
Z
O Ar
15 18
S Sn
50
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número de e-
Carga
Tipo de Partícula
8
15
120 56
15
número Número de p+ de n
22 31
Fe+3 P-3
A
31
30 Capítulo:
a) b) c) d)
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ISÓTOPOS: Se llaman así a los distintos átomos del mismo elemento que existen en la naturaleza o se puede sintetizar en un laboratorio. Por pertenecer al mismo elemento poseen igual número de protones, pero difieren en la cantidad de neutrones. Por lo tanto poseen igual Z y diferente A. Átomo 12 6
C
14 6
C
z
A
P+
n
ISÓBAROS: Se llaman así a los distintos átomos de diferentes elementos pero que poseen igual masa atómica. Por pertenecer a diferentes elementos tienen distinta cantidad de protones, pero la suma total de protones y neutrones es la misma, por lo tanto poseen distinto Z y el mismo A. Átomo 14 7
N
14 6
C
z
A
P+
n
Aunque la masa atómica relativa de cada isótopo se expresa como un número entero de urnas, en la tabla periódica de los elementos dicho valor es un número decimal. Esto se debe a que en el valor de la masa atómica relativa se tiene en cuenta el porcentaje de cada isótopo de un mismo elemento presente en la naturaleza. Por ejemplo: El elemento cloro presenta dos variedades isotópicas diferentes, una cuyo A. es 35 y otra cuyo A es 37, teniendo en cuenta el porcentaje de cada isótopo presente en la naturaleza se puede calcular la masa atómica relativa:
35 17
Cl
Existe en un 75%
Masa atómica relativa del Cl =
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37 17
Cl
Existe en un 25%
35 * 75 + 37 * 25 = 35.45 = ArCl 100
Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos
En la naturaleza casi no existen elementos que no sean una mezcla de varios isótopos.
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Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos 1. ¿Cuál fué la experiencia fundamental que hizo rechazar el modelo atómico de Thompson?
Existe una forma de nombrar la configuración electrónica, y es reemplazar él último nivel completo de un átomo por el gas noble inmediatamente ante, y esto encerrado en corchete:
K (Z = 19) 1s22s22p63s23p64s2 El último nivel completo lo reemplazamos por el gas noble que se encuentre antes del Potasio, que sería el Argón, y me quedaría así:
[Ar] 4s2 17. La configuración electrónica de un elemento neutro es 1s22s22p63s1. Conociendo esta información es posible determinar: a) El número atómico del elemento. b) La masa atómica del elemento. c) El número de niveles energéticos principales. d) El número másico del elemento. 18. Los números atómicos de los elementos P y Mn son 15 y 25, respectivamente. a) Escribe la configuración electrónica de cada uno de ellos. B) Indica los números cuánticos que correspondan a los electrones situados, en cada caso, en los orbitales más externos.
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos
2. ¿Cuáles son las propiedades más importantes de los rayos α, β y χ? 3. ¿Qué observó Rutherford al realizar su experiencia y a que conclusiones llegó? 4. ¿Cuál fué el modelo atómico propuesto por Rutherford? 5. ¿Cuál es la naturaleza de la luz? 6. ¿Cómo se definen los parámetros que caracterizan una onda? 7. ¿Qué es un espectro continuo? ¿Qué es un espectro de líneas? 8. ¿Qué es un cuanto? 9. ¿Cuál es el significado para el electrón de un átomo estar en el estado fundamental? 10. ¿Cuál es el Modelo Atómico Actual? 11. ¿Qué es un orbital? 12. ¿Qué es la configuración electrónica de un átomo? ¿Cómo se obtiene? 13. ¿Qué diferencias existe entre las órbitas del modelo atómico de Bohr y los orbitales del Modelo actual? 14. ¿Qué significan los números cuánticos? 15. ¿Qué dice el principio de exclusión de Paulí? 16. ¿Qué dice el principio de máxima multiplicidad de Hund?
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19. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas:
A: 1s22s22p63s23p4 B: 1s22s2 C: 1s22s22p6 Indicar razonadamente: i) El grupo y el período en los que se hallan A, B y C ii) Los iones más estables que formarán A, B y C 20. Indica la configuración electrónica de los átomos de los elementos A, B y C cuyos números atómicos son, respectivamente, 13,17 y 20. Escribe la configuración electrónica del ion más estable de cada uno de ellos. Ordena dichos iones por orden creciente de sus radios 21. Cuatro elementos diferentes A, B, C y D tienen números atómicos 6, 9, 13 y 19, respectivamente. Se desea saber, sin necesidad de identificarlos: a) La configuración electrónica y el número de electrones de valencia de cada uno de ellos b) El orden de menor a mayor según su electronegatividad c) La fórmula de los compuestos resultantes al combinarse B con cada uno de los restantes elementos y el tipo de enlace que formarán. a) Escribe la estructura electrónica de esos elementos b) determina grupo y período al que pertenecen c) ordénalos en orden creciente de su electronegatividad. 23. Un elemento da un anión divalente, posee 25 electrones y 27 neutrones. Indicar: a) El número másico y el número atómico del elemento. b) Si uno de sus isótopos posee dos unidades de masa más, ¿cuántos neutrones poseerá y con cuál de los siguientes elementos será isóbaro: E1: A = 55; Z = 25
E2: A = 50; Z = 24
E3: A = 51; Z = 23
24. El átomo neutro de un elemento gana un electrón. El ión resultante posee 18 electrones y su núcleo contiene 18 neutrones. Con estos datos calcular: a) Nro. Atómico del elemento b) Nro. Másico. c) El ión formado ¿es catión ó anión, cual será el signo y la magnitud de su carga? 25. Indicar para cada una de las siguientes afirmaciones si es válida o no justificando su respuesta: a) Los isótopos son átomos que tienen igual número de neutrones. b) Si dos átomos tienen igual número de masa, son isótopos. 12
C
13
C
c) 6 y 6 forman un par de isótopos. d) El número de masa es suficiente par conocer la estructura nuclear. e) Dos isótopos tienen igual numero de masa, pero distinto número atómico. 26. ¿Por qué los rayos catódicos de todas las muestras de gases son idénticos? 27. Indica la contribución de Rutherford a la comprensión de la naturaleza del átomo 28. Determina el número de protones, neutrones y electrones que existe en un átomo Prof. Diego Amato
Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos
22. Dados los elementos A, B y C, de números atómicos 9,19 y 35, respectivamente:
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29. Escribe la composición de un átomo de cada uno de los isótopos del magnesio:
,
, 30. ¿Qué evidencia apoya el concepto de que los electrones son partículas? 31. ¿Qué evidencia apoya el concepto de que los electrones se comportan como ondas? 32. ¿Cuántos números cuánticos se requieren para especificar un solo orbital atómico? ¿Cuáles son? 33. ¿De qué manera restringe el valor de n a los posibles valores del número cuántico secundario? 34. ¿Cómo se representan con letras los valores l = 1, 2, 3 y 4. 35. Indica los valores de n y l para los siguientes subniveles: a) 2s; b) 3d; c) 4p; d) 5s; e) 4f. 36. ¿En un átomo cuántos electrones pueden tener el n = 5? 37. ¿En qué se parecen los orbitales 1s y 2s de un átomo? ¿En qué difieren? 3 6. ¿En qué se parecen los orbitales 2px y 2py de un átomo? ¿En qué difieren? Abundancia Isotópica
a) b) c) d) e)
10
B 20.0%; 11B 80.0% 28 Si 92.2%; 29Si 4.7%; 30Si 3.1% 32 S 95.0%; 33S 0.75%; 34S 4.20%; 36S 0.05% 25 Mg 10.11%; 26Mg 11.29%; 24Mg 78.60% 6 Li 7.5%; 7Li 92.5% Resp.: a)10.8; b)28.1; c)32.09; d)24.33; e)6.93
2) La masa atómica relativa del carbono es 12.011, estando formado fundamentalmente por 12C y 13C. ¿Cuál es el porcentaje de abundancia de cada isótopo? Resp.: 12C 98.9%; 13C 1.1%
3) El cobre natural está formado por os isótopos, 63Cu y 65Cu. ¿Cuál es el porcentaje de cada uno, si su masa atómica relativa es de 63.54? Resp.: 65Cu 27.0%; 63Cu 73.0%
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos
1) Calcular las masas atómicas relativas de los elementos que se indican a continuación, según la abundancia natural de sus isótopos:
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1) Completar el siguiente cuadro: Símbolo
Z
Ca
20
A
Nro. De Nro. De Nro. De Protones Electrones Neutrones 20
Ne
10 29
10
64 30
Mn
55
P
35 30
15
16
Ag
47
61
Na
11
12
2) El elemento magnesio tiene tres isótopos: 24Mg (masa = 23.9924 uma; abundancia 78.70%), 25Mg (masa = 24.9938 uma; abundancia 10.13 %), 26Mg (masa = 25.9898 uma; abundancia 11.17 %). Calcule la masa atómica promedio del magnesio.
3) La mezcla isotópica natural del silicio elemental (MAP = 28,086 uma) está formada por un isótopo preponderante (92,28% de abundancia isotópica, MA = 27,985 uma) y cantidades pequeñas de otros 2 isótopos cuyas masas son 28,99 y 29,98 uma y sus abundancias isotópicas x e y respectivamente. Calcule x e y. Resp.: x = 5.36 %; y = 2.36 %
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos
Resp.: MAP Mg = 24.317 uma
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Completar el siguiente cuadro Símbolo
Aluminio
Z
P+
e-
13 Be
Calcio 6
10
Plata
47
61 92 12
Boro
5
45 38
S2-
18
16
47
108
41
Xenón
93 54
Hg
80
F-
9
Kr Cesio
75 201 10
36
84
55
133
7
7
17
35 26
30
Potasio
20 Cu2+
29
39 63
25
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trivalente
49
Ag+
Fe
Catión
88
38
Cl
divalente
5 16
35
Nitrógeno
Anión
24
8
Cd2+
monovalente
146
Magnesio
Estroncio
Anión
12
9
Sr2+
0
20
Fluor
Br
No
126 20
O
Tipo Cant. De carGrupo de ion gas
9 83
U
A
14
4
Bi
C
n
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 3: Modelos Atómicos y estructura electrónica de los átomos
Elemento
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Guía Teórica Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares Contenido Concepto de mol Masa molecular relativa Masa molar En la parte de magnitudes atómico-moleculares son fundamentales cuatro conceptos básicos que debes asegurarte de tener claros antes de intentar resolver los problemas: masa atómica, masa molecular, mol y masa molar. Masa atómica: La masa atómica es lo que antes se llamaba peso atómico. Es la masa (en promedio) de un átomo de un elemento determinado. La unidad en que comúnmente se mide es la unidad de masa atómica, que veremos a continuación. ¿Conocés la diferencia entre peso y masa? ¿Por qué es más correcto hablar de masa atómica y no de peso atómico? En el tema Composición Atómica, se vio que no todos los átomos del mismo elemento tienen la misma masa (isótopos). La masa de un átomo o de una molécula, al ser extremadamente pequeñas no conviene medirlas en las unidades de masa que estamos acostumbrados a manejar (habitualmente el gramo) y por eso se creó una unidad de masa que se denomina unidad de masa atómica o, abreviando, uma. Su símbolo es u, y su relación con el gramo es: -24
1 u = 1,661 10
g.
En el año 1961, se tomó como unidad patrón la doceava parte de la masa del isótopo del átomo de 12C, creándose de esta manera la unidad de masa atómica.
Antes de la creación de la unidad era verdaderamente relativa y no tenía unidades. Por una cuestión de costumbre en muchos textos se sigue nombrando como masa atómica relativa, o como peso atómico. Además, debemos aclarar que en realidad no es la masa de un átomo en particular, sino que es un promedio de la masa de los distintos isótopos que se encuentran en la naturaleza, que tienen una abundancia determinada. Es importante que sepas que la masa atómica que aparece en las Tablas Periódicas está en umas; aunque, como cualquier masa, puede expresarse en otras unidades. La masa atómica es un número fraccionario, ¿cuál es la razón ? ¿El número másico puede ser fraccionario? Masa molecular: Lo mismo que en el caso de la masa atómica es la masa promedio de una molécula (o fórmula empírica); y la unidad en que resulta más práctico medirla es en la unidad de masa atómica. Si conocemos la fórmula química de una sustancia y tomando como datos conocidos las masas atómicas, podemos calcular la masa de una molécula o de su fórmula empírica muy fácilmente, y así obtenemos la masa molecular.
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Capítulo: Guía Teórica Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares
En realidad, lo que aparece como masa atómica relativa o simplemente como masa atómica y que se encuentra en todas las Tablas Periódicas es la masa atómica en umas; lo que sucede es que la creación de la unidad es muy posterior.
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Conociendo que 1 u = 1,661 10 -24 g y que la uma se define como la masa de un isótopo de carbono doce dividido doce, 1 u = C12/12, o sea que un átomo de carbono doce tiene una masa de exactamente doce umas, podemos calcular cuántos átomos de C12 hay en una masa de exactamente 12 g de C12
Ese número de átomos debe resultarte conocido, es el número o constante de Avogadro. Y no solamente será el número de átomos de C12 que hay en exactamente 12 g de C12, sino que, para cualquier elemento, cuando se tome una masa que expresada en gramos coincida numéricamente con su masa atómica en umas, tendremos la misma cantidad de átomos de ese elemento. A ese número (constante de Avogadro) de partículas (moléculas, unidades de fórmula mínima, átomos, iones, etc.) se lo denomina un mol.
Mol: Es la unidad de cantidad de sustancia y es una cantidad tal de sustancia que contiene un número de Avogadro de partículas elementales de las que estemos hablando. En química la cantidad de sustancia no se mide en masa sino en moles, estamos contando moléculas con la diferencia de que en lugar de contarlas de una en una, lo cual sería tener números tremendamente grandes y complicados para manejar, las medimos tomando como unidad la constante de Avogadro.
Y lo mismo que cuando hablamos de una docena debemos decir una docena de que, cuando hablemos de un mol deberemos decir si es un mol de moléculas, de átomos, etc.
Masa Molar (M): teniendo claro lo anterior es evidente que la masa molar es la masa de un mol. La masa molar del agua será, por lo tanto, la masa de un mol de moléculas de agua, o sea 18 g, o la masa de un mol de cloruro de sodio (NaCl) es la masa de un mol de unidades de fórmula mínima, o sea, 58,5 g. Observé que en este último caso no aclaramos un mol de qué, es simplemente porque en el caso de una sustancia que no forma moléculas sería demasiado largo, y se da por obvio. Debemos aclarar que cuando nos referimos a átomos es más claro decir masa de un mol de átomos. Por ejemplo, la masa de un mol de átomos de oxígeno es 16 g, pero la M del oxígeno es 32 g, porque es la masa de un mol de moléculas de oxígeno La masa molecular y la masa molar son conceptos totalmente diferentes; aunque, para la misma sustancia, cuando la primera se expresa en umas y la segunda en gramos tienen el mismo número. ¿Podés aclarar estos conceptos Si se toman 100 g de H2O (1 moléc. m = 18 u) y 100 g de CO2 (1 moléc. m = 44 u) ¿Se tienen la misma cantidad de moléculas de H2O que de CO2? ¿De cuál sustancia hay más moléculas?
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Capítulo: Guía Teórica Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares
En definitiva, no es más que un número y es lo mismo que cuando contamos por docenas. Todos saben que una docena son doce unidades, ahora deberán saber que un mol son 6,02 1023 unidades de lo que estemos hablando.
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Si no pudiste encontrar una respuesta pensalo con el siguiente ejemplo: Si se toman 500 g de aceitunas (de 5 g c/u) y 500 g de manzanas (de 100 g c/u), ¿se tienen la misma cantidad de aceitunas que de manzanas? ¿De cuál hay más? Teniendo claros estos conceptos, y con un poco de práctica para saber encontrar las relaciones que se necesitan, se puede resolver cualquier problema de magnitudes atómico- moleculares. Una relación que muchas veces cuesta encontrar, es la relación entre átomos y moléculas. Por ejemplo: la fórmula del trióxido de azufre es SO3, eso significa que una molécula de SO3 tiene un átomo de azufre y tres de oxígeno que se encuentran unidos. Si se pregunta cuántos átomos de oxígeno, o cuántos moles de átomos de oxígeno hay en 25 g de SO3; se necesita conocer esa relación, y está dada por la fórmula:
Si en 1 molécula de SO3 ............. hay en 5 moléculas de SO3 ....................... hay
3 átomos de O 3 x 5 átomos de O
Siempre habrá tres veces más átomos de oxígeno que moléculas, cualquiera sea el número de moléculas que tomemos. Si tomamos un número de Avogadro de moléculas: en 6,02. 1023 moléculas de SO3
hay
3 x 6,02. 1023 átomos de O
Pero y 6,02. 1023 moléculas de SO3 es un mol de moléculas, y 6,02. 1023 átomos de O es un mol de átomos de oxígeno, entonces: en un mol de moléculas de SO3
hay
3 moles de átomos de O
La relación es la misma, porque se está multiplicando por el mismo número, y está dada por la fórmula. Si en una molécula hay 3 átomos, en un mol de moléculas hay tres moles de átomos. Calculá ahora cuántos moles de átomos de oxígeno y cuántos átomos de oxígeno hay en 25,0 g de SO3
2·14 = 28 u.m.a. de N 8·1 = 8 u.m.a. de H (NH 4 ) 2 SO 4 = 1·32 = 32 u.m.a. de S 4·16 = 64 u.m.a. de O 132 u.m.a 2 moles de N 2·14=28 g de N 2·6,023·1023 átomos de N 1 mol de (NH4)2SO4 132 g de (NH4)2SO4
8 moles de H 8·1=8 g de H
6,023·1023 moléculas de 8·6,023·1023 átomos de H (NH4)2SO4 1 mol de S 1·32=32 g de S 6,023·1023 átomos de S
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Capítulo: Guía Teórica Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares
Relaciones entre las moléculas y los átomos que la forman
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Guía de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares 1. Dos moles de oxígeno (O2 tienen 1,204·1024 moléculas, ¿cuántos átomos tendrán dos moles de mercurio (Hg)? a. 1,204-1024 c. 2,408-1023 b. 6,022-1023 d. 3,011-1023 2. 1,5 moles de CO2, ¿cuántas moléculas son? a. 9,033·1023 b. 6,022·1023 c. 3,011·1023
d. Ninguna de las cantidades indicadas
3. Completar: a. 1 mol de átomos de azufre contiene ……………átomos y pesa ………..gramos. b. 1 mol de moléculas de agua contiene…………….moléculas y pesa ……..…gramos. c. 1 mol de N2 contiene……………… moléculas, pesa ………… gramos y ocupa, medidos en CNPT …………..litros. 4. ¿Cuántos gramos pesarán 5 moles de átomos de azufre? 5. ¿Cuántos átomos habrá en medio mol de átomos de azufre? 6. ¿Cuántos gramos pesarán 12,04 1023 átomos de azufre? 7. ¿Cuántos gramos pesará un átomo de azufre? 8. ¿Qué se entiende por masa atómica absoluta?
10. Cuál de las afirmaciones es correcta si nos encontramos en condiciones normales de presión y temperatura? a. 1 mol de N2 tiene el mismo volumen que 1 mol de Hg b. 1 mol de Cl2 tiene el mismo volumen que 1 mol de H2O c. Ninguna de las afirmaciones es correcta d. 1 mol de N2 tiene el mismo volumen que 1 mol de Cl2 e. 1 mol de Hg tiene el mismo volumen que 1 mol de H2O 11. Indicar la proposición correcta justificando. a. Si tenemos idénticas cantidades de un sólido y de un líquido, ambos ocuparán el mismo volumen en las mismas condiciones de presión y temperatura. b. Si tenemos idénticas cantidades de dos sólidos, ambos ocuparán el mismo volumen en las mismas condiciones de presión y temperatura c. Si tenemos idénticas cantidades de un sólido y de un gas, ambos ocuparán el mismo volumen en las mismas condiciones de presión y temperatura.
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares
9. Calcular la masa atómica absoluta del O
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12. ¿Qué valores de presión y temperatura corresponden a los valores normales, CNPT? 13. ¿Cuántas moléculas habrá en 2 moles de N2? 14. ¿A cuántos moles corresponden 80 gramos de N2? 15. ¿Qué volumen medido en CNPT ocupan 12,04 1023 moléculas de N2? 16. ¿Cuántos gramos de N2 estarán contenidos en 200 litros del gas medido en CNPT? 17. ¿Cuánto pesa una molécula de N2? 18. ¿Qué se entiende por masa molecular absoluta? 19. Calcular la masa molecular absoluta del H2O 20. ¿Cuál es la masa de dos moles de cinc? Ar Zn = 65.38 Rta.:130.8g
21. Un mol de moléculas de cloro gaseoso, que están formadas por dos átomos de cloro cada una, tiene una masa de 71,0 gramos. ¿Cuál es la masa de un átomo de cloro? Rta.:5.90·10-23g
22. Comparar el número de átomos presentes en 20,1 g de neón y en 4,0 g de helio. Rta.: igual cantidad
23. Calcular el número de átomos en: a. 36 g de carbono-12 b. 4 g de magnesio-24 c. 532 g de cesio-137
Rta.: a) 1.8 1024 b) 1.0 1023 c) 2.3 1024
a. 6,02. 1023 átomos de oxígeno b. 6,02. 1023 moléculas de oxígeno c. 0,2 moles de helio Rta.: a) 16g b) 32g c)0.8g
25. ¿Cuántos gramos de cada uno de los elementos constituyentes están contenidos en un mol de a. CH4 b. Fe2O3
c. Ca3P2 d. SiO2
Rta.:a) C 12g H 4g b) Fe 112g O 48g c) Ca 120g P 62g d) Si 28g O32g e) a) C 6.02 1023 H 2.41 1024 b) Fe 1.20 1024 O 1.81 1024 c) Ca 1.81 1024 P 1.20 1024 d) Si 6.02 1023 O 1.20 1024
26. ¿Cuántos moles de átomos están contenidos en a. 32,7 g Zn b. 7,09 g Cl
c. 95,4 g Cu d. 4,31 g Fe Rta.: a) 0.500 b) 0.200 c) 1.50 d) 0.0772
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares
24. ¿Cuál es la masa de:
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27. Calcular las masas molares de: g. CO2 (dióxido de carbono) h. NH4NO3 (nitrato de amonio)*
e. BaSO4 (sulfato de bario)* f. MgCl2 (cloruro de magnesio)*
Rta.: a) 233 g/mol b) 95.3 g/mol c) 44 g/mol d) 80 g/mol
28. Calcular la masa molar del hidróxido de sodio (NaOH). ¿Cuántos moles hay contenidos en 73 g de esa sustancia? Rta.: a) 40 g/mol b) 1.8 g/mol
29. ¿Cuántos moles hay en 103 g de ácido sulfúrico (H2SO4)? ¿Cuántos átomos de cada uno de los elementos están contenidos en esa cantidad de compuesto? Rta.: a) 1.05 mol: H: 1.26 1024 ; S: 6.32 1023 ; O: 2.53 1024
30. ¿Cuántos átomos de C, H y O hay en 360 g de glucosa C6H12O6 y cuántos moles de dichos átomos están presentes? Rta.: C: 7.22 1024 átomos H: 1.45 1025 átomos O: 7.22 1024 átomos C: 12 mol de átomos H: 24 mol de átomos O: 12 mol de átomos
31. Para prevenir las caries, a menudo se agrega a las pastas dentífricas como ingrediente fluoruro de sodio. La composición porcentual de una pasta indica que tiene 3,20% de ese compuesto. a. Indicar la composición porcentual de dicho compuesto. b. Indicar la masa de flúor en la pasta, si el envase contiene 190 g de producto. Rta.: a) Na: 54.8% F: 45.2% b) 2.75g 3
32. ¿Cuántas moléculas hay en 2 cm de agua?. La densidad del agua es 1 g/cm3.
34. ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 3 moles de H2? 35. Un frasco de laboratorio contiene 100 g de carbonato de sodio (Na2CO3). ¿Cuántos átomos de sodio, de carbono y de oxígeno hay en el frasco? 36. En 6 cm3 de etanol, ¿Cuántos gramos hay? ¿Cuántos moles?. ¿Cuántas moléculas? ¿Cuántos átomos de carbono? ¿Cuántos átomos de oxígeno? ¿Cuántos átomos de hidrógeno? La densidad del etanol es 789 kg/m3. 37. La fórmula molecular del ácido acetilsalicílico (el principio activo de la aspirina) es C9H8O4 . Calcula el número de átomos de carbono que forman las moléculas existentes en un comprimido de ácido acetilsalicílico de 0,5 g. 38. Dos moles de trióxido de azufre (SO3): ¿Cuántas moléculas contienen? ¿Cuántos átomos de azufre? ¿Cuántos átomos de oxígeno? 39. Dos moles de ácido fosfórico (H3PO4) contienen: a. moles de átomos de hidrógeno. b. moles de átomos de oxígeno. c. moles de átomos de fósforo.
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Capítulo: Guía de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atómico - moleculares
33. ¿Cuántos cm3 de etanol deben medirse en una probeta, para tener 0,5 moles de etanol?. La densidad del etanol es 0,789 g/cm3.
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Guía Teórica Nro. 5: Nomenclatura La nomenclatura química es la manera de llamar a los compuestos químicos de una forma lógica y a la vez universal. Y se nombran según el número o estado de oxidación (EOx) del elemento. Tenemos 3 formas de nomenclatura: 1. Clásica o tradicional: 1 EOx 2 EOx
ico oso - ico
3 EOx 4 EOx
hipo...oso - oso - ico hipo...oso - oso – ico - per...ico
Ejemplos: bárico, fosforoso, hipobromoso, perbrómico.
2.
Stock o IUPAC: Se nombra el elemento e indicamos al final la valencia entre paréntesis en números romanos.
Ejemplos: Oxido de bario (II), hidruro de cromo (IV). 3. Sistemática: Usaremos prefijos para identificar el EOx 1 2 3 4
Mono Di Tri Tetra
5 6 7 8
Penta Hexa Hepta Octo
9 10
Enca Deca
Ejemplos: Monóxido de disodio , pentaóxido de dibromo.
Compuestos binarios I.
Óxidos básicos y ácidos: Los óxidos ácidos son la combinación de un no metal y el oxígeno, y los óxidos básicos de un metal con el oxígeno. Ba2O2
BaO
Oxido bárico, óxido de bario (II), monóxido de bario.
Hay que simplificar si se puede (para simplificar se divide los EOx de los elementos por 2 tanta veces como podamos, no simplificaremos si uno de ellos es impar.) Cr2O6 II.
CrO3
Oxido crómico, óxido de cromo (VI), trióxido de cromo.
Hidruros
Metal + Hidrógeno: Son los compuestos que resultan de la combinación del hidrógeno con un metal. Se nombran usando las tres nomenclaturas. AlH3 hidruro de aluminio (III) y trihidruro de aluminio 2. Hidruros no metálicos:
Hay de dos clases, los no metales de los grupos VI y VII de la tabla periódica y los de los grupos III; IV, V. El hidrógeno actuará con su EOx positiva (+1).
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Capítulo: Guía Teórica Nro. 5: Nomenclatura
1. Hidruros metálicos
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA 3. Hidruros de la clase VI y VII
Elemento (del grupo VI y VII) + hidrógeno: Intercambiamos EOx y nombramos de dos formas a. (Elemento)-uro + hidrógeno b. Acido + (elemento)-hídrico H2Te HCl
Selenuro de hidrógeno o ácido selenhídrico Cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico.
4. Hidruros de la clase III , IV y V
Hidrógeno + elemento (del grupo III, IV y V) Intercambiamos EOx y nombramos de dos formas Con un nombre ya asignado (siempre usaremos esta nomenclatura). CH4 SiH4 BH3 NH3 PH3 AsH3 SbH3
metano o Tetrahidruro de carbono silario o Tetrahidruro de sicilio borano o Trihidruro de bario amoniaco o Trihidruro de nitrógeno fosfina o Trihidruro de fósforo arsina o Trihidruro de arsénico estibina o Trihidruro de antimonio
5. Combinación entre metal y no metal
Combinación entre un metal y un no metal (sales de ácidos e hidrácidos). El metal actúa con EOx + y el no metal con EOx -. Se nombran haciendo acabar la raíz del no metal en -uro y a continuación el nombre del elemento especificando su EOx de la forma sistemática. El metal se escribe a la izquierda. LiCl
Cloruro de litio
NiBr2
Bromuro de níquel (II)
CuS
Sulfuro cúprico
6. Combinación entre un no metal y un no metal
El no metal más electronegativo (el situado más a la derecha y más arriba en la tabla períodica) actúa con EOx negativa y el otro actúa con EOx positiva. Se nombran haciendo acabar en -uro la raíz del no metal más electronegativo, y a continuación el nombre del otro elemento especificando con prefijos numerales (sistemática) el EOx de cada elemento. Se formula situando el elemento más electronegativo a la derecha. PCl3 Tricloruro de fósforo
Elemento + oxígeno: Son los compuestos que resultan de la combinación del grupo peróxido ("O2, -2") con el hidrógeno o un metal. En estos compuestos el oxígeno tiene EOx -1 por tanto el grupo peróxido, en conjunto tiene estado de oxidación -2. Se nombran como peróxido de ... y a continuación el nombre del elemento correspondiente. Intercambiaremos la carga negativa del oxígeno con la del elemento, poniendo el EOx en positiva. Ca (+II) - O2(-II) Ca2(O2)2 CaO2 Peróxido de calcio. Simplificaremos siempre que el compuesto tengan valencias superior a 2 H (+I) - O2,(-II) H2O2 (No simplificamos más) Peróxido de hidrógeno (pero le llamaremos "agua oxigenada " ya que es una excepción). Prof. Diego Amato
Capítulo: Guía Teórica Nro. 5: Nomenclatura
7. Peróxidos
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Compuestos ternarios 1. Hidróxidos
Elemento + oxígeno + hidrógeno: El elemento actúa con EOx positiva; el hidrógeno con (+I) y el Oxigeno (-II). Se nombra usando la nomenclatura sistemática. Se formula intercambiando los EOx y poniendo entre paréntesis al oxígeno y al hidrógeno. Ca(OH)2
Dihidróxido de calcio
2. Oxoácidos
EO + H2O (elemento más oxígeno más una molécula de agua) H2EO2 Hidrógeno, elemento y oxígeno. El elemento será un no metal o un elemento de transición, se formula poniendo el hidrógeno delante seguido del elemento y el último el oxígeno (HEO), y se nombra de tres formas: S2O6 SO3 + H2O H2SO4 Ácido sulfúrico, tetraoxosulfato de hidrógeno, Sulfato (VI) de hidrógeno (Siempre simplificaremos si podemos) Para averiguar el EOx del elemento, multiplicamos el EOx del oxígeno por la atomicidad y le restaremos el resultado de multiplicar el EOx del hidrógeno por la atomicidad. H2SO4
4 x 2 = 8 luego restamos 8 – 2 = 6
El azufre actúa con EOx (VI)
3. Oxoácidos polihidratados
EO + más una o varias moléculas de agua Meta B Si P As Sb
H2EO2
Hidrógeno, elemento y oxígeno.
Orto 3 H2O 2 H2O
1H2O 3 H2O
Se formulan igual que los oxoácidos, y se nombran usando el nombre "ácido" más el elemento con el prefijo que le corresponda (mirar tabla, el prefijo "orto" no es obligatorio ponerlo) y terminando con la nomenclatura clásica -ico , -oso. B2O3 + H2O P2O5 + 3 H2O
H2B2O4 H6P2O8
HBO2 H3PO4
Ácido metabórico Acido orto fosfórico
4. Oxosales
Ico
ato EO + H2O
Oso H2EO2 + Otro elemento
ito EEO
Se formula sustituyendo el hidrógeno por otro elemento, y se nombra usando los prefijos de arriba para el primer elemento, y para el elemento que sustituimos por el hidrógeno usaremos la nomenclatura clásica Cl2O3 + H2O P2O5 + 3H2O
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H2Cl2O4 H6P2O8
HClO2 (Ácido cloroso) + K
KClO2 Clorito potásico
H3PO4 (Ácido orto fosfórico) + Ca (+II)
Ca3(PO4)2 Fosfato cálcico
Capítulo: Guía Teórica Nro. 5: Nomenclatura
Es la unión de un elemento de la tabla con una o más moléculas de agua (según la tabla).
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Guía práctica Nro. 5: Uniones químicas – Nomenclatura Objetivos I. II.
Relacionar las propiedades de la materia con las uniones. Representar las uniones químicas de las distintas sustancias mediante las estructuras de Lewis y/o desarrolladas.
PREGUNTAS: 1) ¿Qué representan las estructuras de Lewis? 2) ¿Cómo se define electronegatividad y cómo varía a lo largo de la tabla periódica? 3) ¿Qué tipos de enlaces químicos conoces? 4) ¿Qué entiendes por enlace iónico y entre qué elementos de la tabla periódica se produce? 5) ¿Cómo se explica la unión metálica y en base a ella algunas de las propiedades de los metales? 6) ¿Qué entiendes por enlace covalente y entre qué elementos de la tabla periódica se produce? 7) ¿Qué entiendes por unión covalente dativa? 8) Representa la formación y estructura de los siguientes compuestos iónicos: a) fluoruro de sodio; b) cloruro de bario; c) óxido de calcio. 9)
¿Se puede diferenciar en la estructura de un cristal de cloruro de sodio la existencia de moléculas?
10) Dibuja las estructuras de Lewis para cada uno de los siguientes compuestos: a) LiF d) PbCl4 b) BaBr2 e) GeH4 c) Rbl 11) ¿Cuáles de las siguientes substancias son iónicas y cuáles covalentes? a) SrF2 c) PH3 e) U20 b) Cl20 d) 03 12) Dibuja las estructuras de Lewis y las fórmulas desarrolladas. de las siguientes moléculas diferenciando las uniones covalentes comunes de las dativas a) HCl04 c) HN03 e) H2C03 b) HCl0 d) H2S04 13) Dibuja las correspondientes estructuras de Lewis. c) S03 e) P043a) CIO2 b) NO2
d) HCO3-
14) Dibuja las estructuras de Lewis de las siguientes sustancias a) NaN03 c) Ba(CI02)3 b) K2SO4 d) Al2(C03)3
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Capítulo: Guía práctica Nro. 5: Uniones químicas – Nomenclatura
a) ¿Por qué ésta sal funde a elevadas temperaturas? b) ¿Por qué, cuando se disuelve en agua, ésta conduce mejor la corriente eléctrica?
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Nro. de Oxidación El número de oxidación es la cantidad de electrones que un átomo cede, acepta o comparte cuando participa de una unión química 1) Establecer el número de oxidación para los distintos elementos en los siguientes compuestos: a) Cl2O, CI2O3, CI2O5, Cl207, HCl. b) S02,S03 c) K2O, MgO, AI2O3
d) H2SO4, H2SO3 e) Fe(OH)2, Fe(OH)3
Compuestos Binarios: Óxidos ácidos y básicos 1) i) ii) iii)
Escribir la ecuación de formación para todos los óxidos posibles de los siguientes elementos: K Na Ca
iv) Ba v) Cs vi) N (+3, +5)
vii) S (+2, +4, +6) viii) Br (+1, +3, +5, +7)
b) Indicar si son óxidos ácidos o básicos. c) Nombrar el producto obtenido según las 3 nomenclaturas (antigua, moderna y numeral de stock
Compuestos ternarios: Ácidos – Hidróxidos - Sales 1)
Escribe la fórmula general para un oxoácido y cómo se lo nombra.
2)
Escribe la fórmula general para un hidrácido y cómo se lo nombra.
3)
Escribe la fórmula general para u7 hidróxido y cómo se lo nombra.
4)
¿Qué sucede con un oxoácido cuando se lo disuelve en agua? ¿y un hidrácido? ¿Cómo se la llama a la solución obtenida?
5)
¿Qué sucede con un hidróxido cuando se lo disuelve en agua? ¿Cómo se la llama a la solución obtenida?
6)
¿Qué se conoce como escala de pH? Clasifica a partir de esta escala un compuesto ácido y uno básico o alcalino. Explica distintas formas mediante las cuales puedes medir el pH de una solución.
Capítulo: Nro. de Oxidación
7)
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Nomenclatura a. Escribir las fórmulas químicas que correspondan a cada nombre
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) 26) 27) 28) 29) 30) 31) 32) 33) 34) 35) 36) 37) 38)
Hidróxido ferroso Hidróxido de Zinc Hidróxido de hierro (III) Dihidróxido de magnesio Hidróxido de níquel (III) Hidróxido niqueloso Hidróxido auroso Hidróxido de litio Acido nítrico Nitrato (V) de manganeso (II) Iodato (III) de zinc Sulfato (IV) de oro (III) Bromato (VII) de cadmio Bromato (III) de hidrogeno Nitrato (III) de hidrogeno Bromuro de hierro Oxido de berilio Oxido de carbono (IV) Oxido de mercurio (I) Tetraoxofosfato de trihidrógeno Sulfato (IV) de hidrogeno Sulfato (VI) de hidrogeno Clorato (VII) de hidrogeno Acido iodhídrico Monoxoclorato de hidrogeno Acido bromhídrico Nitrato (III) de hidrogeno Oxido cuproso Monóxido de radio Trióxido de dicromo Oxido de hierro (III) Oxido de zinc Oxido auroso Oxido estannico Oxido mangánico Oxido de germanio (IV) Oxido cobáltico Oxido de bromo (III)
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39) 40) 41) 42) 43) 44) 45) 46) 47) 48) 49) 50) 51) 52) 53) 54) 55) 56) 57) 58) 59) 60) 61) 62) 63) 64) 65) 66) 67) 68) 69) 70) 71) 72) 73) 74) 75) 76)
Oxido de carbono (IV) Trióxido de azufre Dióxido de silicio Anhídrido arsenioso Anhídrido periódico Oxido de bromo (I) Pentóxido de difósforo Oxido de selenio (IV) Anhídrido telúrico Hidruro de cobre Hidruro de bario Monohidruro de mercurio Hidruro de aluminio Hidruro de hierro (III) Hidruro de magnesio Hidruro de galio Hidruro de cinc Dihidruro de cromo Hidruro de estaño (II) Acido iodhídrico Arsina Acido sulfhídrico Metano Fluoruro de hidrogeno Amoniaco Ioduro de hidrogeno Acido bromhídrico Agua Fosfina Acido brómico Clorato (I) de hidrógeno Acido metasilícico Iodato (VII) de hidrogeno Trioxosulfato de dihidrógeno Acido pirofosforoso Nitrato (V) de hidrogeno Acido permangánico Acido ortobórico
Capítulo: Nomenclatura
b. Dibujar las estructuras de Lewis y desarrolladas según correspondan
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77) 78) 79) 80) 81) 82) 83) 84) 85) 86) 87) 88) 89) 90) 91) 92) 93) 94) 95) 96) 97) 98) 99) 100) 101) 102) 103) 104) 105) 106) 107) 108) 109) 110) 111) 112) 113) 114) 115)
Yoduro de potasio Sulfuro de sodio Cloruro de bario Fluoruro de aluminio Cloruro cúprico Bromuro férrico Fluoruro de amonio Bromuro estannico Yoduro de cinc Sulfuro de amonio Trioxonitrato de potasio Sulfito cuproso Nitrato (III) de cobalto (III) Pirofosfato de calcio Carbonato de aluminio Monoxoclorato de sodio Permanganato de potasio Clorato (III) de estaño (IV) Tetraoxofosfato de trisodio Óxido de zinc Óxido de litio Óxido plumboso Óxido mercúrico Hidróxido de calcio Hidróxido de bismuto Hidróxido férrico Hidróxido cuproso Hidróxido mercurioso Hidróxido de cobalto Hidróxido de cadmio Hidróxido de amonio Peróxido de hidrógeno Peróxido de sodio Amoníaco Hidruro de litio Ácido ortofosfórico Ácido sulfúrico Ácido nitroso Ácido bórico
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116) 117) 118) 119) 120) 121) 122) 123) 124) 125) 126) 127) 128) 129) 130) 131) 132) 133) 134) 135) 136) 137) 138) 139) 140) 141) 142) 143) 144) 145) 146) 147) 148) 149) 150) 151) 152) 153)
Ácido metaársenico Ácido pirofosfórico Ácido sulfuroso Ácido clorhídrico Ácido perclórico Ácido hipobromoso Bromuro de hidrógeno Ácido periódico Ácido brómico Ácido antimonioso Ácido metaantimónico Ácido hipocloroso Ácido fluorhídrico Ácido iodhídrico Clorato de potasio Fosfato de calcio Ortofosfato de sodio Sulfato mercúrico Pirofosfato de calcio Nitrito de sodio Carbonato de amonio Hipoclorito de sodio Sulfuro de bario Manganato de potasio Ioduro de potasio Iodato de potasio Bromuro de cadmio Perclorato de calcio Sulfato de sodio Nitrato mercúrico Cloruro de zinc Arseniato de sodio Sulfito de sodio Nitrito de amonio Carbonato de bario Metaarseniato de sodio Borato cúprico Cloruro estannoso
Capítulo: Nomenclatura
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA c. Escribir los nombres de las siguientes fórmulas en los tres sistemas (de ser posible): Sb2O5 As2O3 SnO2 PbO Cu(OH)2 Fe(OH)2 Au(OH)3 Zn(OH)2 LiOH Ca(OH)2 Ba(OH)2 CuOH H2SO3 HNO2 H2S HPO3 H3BO3 HI HClO HIO3 HClO4 H3AsO4 H3SbO4 HF HNO3 H2SO4 HIO4 HClO3 HBr HBrO H2CO3 H2Cr2O7 HBrO4 H4P2O7 HAsO3 HCl H2O2 Na2O2 Na2SO4 K3PO4 Na2S2O3 KMnO4 K2MnO4 PbCrO4 Ti(SO4)2
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46) 47) 48) 49) 50) 51) 52) 53) 54) 55) 56) 57) 58) 59) 60) 61) 62) 63) 64) 65) 66) 67) 68) 69) 70) 71) 72) 73) 74) 75) 76) 77) 78) 79) 80) 81) 82) 83) 84) 85) 86) 87) 88) 89) 90)
PbI2 ZnS Cd(NO3)2 CaCO3 Na2CO3 FeCl3 Na3BO3 Ca3(PO4)2 K3AsO4 Na3AsO3 LiBr BiF3 KIO3 NaClO4 ZnSO4 Na2S PbCl2 KClO3 Cd(NO3)2 Co(NO2)2 Cu(NO3)2 CuNO3 MgCO3 (NH4)2CO3 H3PO3 Co(OH)3 Cu2O Mg(ClO)2 CaO SrO HClO2 HIO Al(ClO4)3 FePO4 CO2 Sn(OH)4 HCl Na2SO4 HBrO4 HF H2CO3 H2SO3 NiS FeSO3 HClO3
91) 92) 93) 94) 95) 96)
CaSO4 FeBr3 CaS Cu(NO3)2 CaCO3 Hg(OH)
Capítulo: Nomenclatura
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) 26) 27) 28) 29) 30) 31) 32) 33) 34) 35) 36) 37) 38) 39) 40) 41) 42) 43) 44) 45)
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E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA
Fórmulas Químicas 1. Escriba las fórmulas mínima y nombre de las sustancias que forma el oxígeno con los siguientes elementos: Elemento
k
Nro. de oxid.
+I
fórmula
k2o
nombre
Oxido de potasio
Elemento Nro. de oxid.
C +IV
fórmula
2.
Mg
Fe
Al
Fe
+II
+II
+II
+III
+III
N +III
N +V
S +IV
S +VI
As +III
co2
Dióxido de carbono
Indique fórmula mínima y nombre de los ácidos de los siguientes elementos:
Elemento
Cl
Cl
Cl
Cl
I
I
N° de ox.
+I
+III
+V
+VII
+V
+VII
fórmula
HCIO
nombre
Ácido hipocloroso
3.
Indique fórmula mínima y nombre de los ácidos de los siguientes elementos:
Elemento N° de oxid.
C +IV
fórmula
H2CO3
nombre
Ácido carbónico
4.
N +III
N +V
S +VI
S -II
F -I
Indique fórmula mínima y nombre de las bases de los siguientes elementos:
Elemento
Na
Mg
Cu
Al
Fe
Fe
N° de ox.
+I
+II
+II
+III
+II
+III
fórmula
NaOH
nombre
Hidróxido de Sodio
Capítulo: Fórmulas Químicas
nombre
Ca
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1
E.T. Nro. 27 Hipólito Yrigoyen QUÍMICA 5. Indique la fórmula mínima y nombre de las sustancias que forma el hidrógeno con los siguientes elementos O -II H2O
nombre
Agua
o2 -II H2O2
Cl -I HCl
Peróxido Cloruro de hidrógeno de hidrógeno
S -II
N –III NH3
Na +I NaH
Amoniaco
Hidruro de sodio
Capítulo: Fórmulas Químicas
Elemento N° de ox. fórmula
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