Momento Inicial Pre-Tarea: Reconocimiento de conceptos generales Grupo 201102_83
Presentado por: Viviana Sanabria Calderón Código: 1095932876
Presentado a: Lizeth Natalia Rios Tutora
Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Ingeniería industrial Química General 201102 CEAD Bucaramanga Agosto 30 de 2018
Introducción. El presente trabajo permite la identificación de las unidades de concentración, características de los estados de la materia, equilibrio químico y pH, propiedades coligativas, por medio de ejercicios cuantitativos y cualitativos que generan la ampliación del conocimiento mediante la estrategia de aprendizaje la cual está basada en la aplicación de los planteamientos y teorías químicas sobre el estudio de la composición de la materia. Contiene la solución paso a paso de las situaciones expuestas en los ejercicios y el razonamiento lógico de los fenómenos fisicoquímicos que pueden presentarse en el campo cotidiano, industrial, a nivel de laboratorio e investigación.
TAREA 2: CUANTIFICACIÓN Y RELACIÓN EN LA COMPOSICIÓN DE LA MATERIA EJERCICIO 1: Componentes de una solución y unidades de concentración. Cada estudiante elegirá un problema de concentraciones de los que se presentan a continuación, donde aplicará las unidades físicas y químicas. En cada problema, debe identificar el soluto y solvente, y hallar las concentraciones físicas como: %p/p, % p/v, % v/v y ppm y las químicas como: molaridad (M), molalidad (m), normalidad (N) y fracción molar (soluto y solvente). No se podrá repetir el problema entre los integrantes del grupo. Los cálculos y resultados serán presentados en la tabla 1 del anexo-tarea 2.
Tabla 1. Unidades de concentración física y química. Enunciado del problema En el desarrollo del componente práctico, se preparó una solución de NaOH, donde se pesaron 5 gramos y se diluyeron a un volumen final de 500 mL, con los valores de masa y volumen se halló la densidad del soluto y la solución, de 2,1 g/mL y 1,02 g/mL respectivamente. Hidróxido de sodio ( Componentes Soluto Agua ( Solvente
Unidades de concentración Físicas % peso / peso % peso / volumen
∗100 % = = → = ∗ =1,02 ⁄ 500 = 510
Reemplazamos en la fórmula de
∗100 % = 5510 % =0,98%
%
∗100 % = 5 ∗100 % = 500 % = 1%
% volumen/ volumen
Partes por millón (ppm)
∗100 % = = = 5 2,1⁄ = 2,38 ∗100 % = 2,38 500
= 5 = 5000 510 = 0,51 = 5000 0,51 = 9803,92
% =0,47% Unidades de concentración Química Molaridad molalidad
= = = 39,995⁄ = 0,125 = = 510 5 = 0,125 = = 505 = 0,505 500 = 0,50 0,125 0,125 = = 0,50 0,505 = 0,25
= 0,247
Normalidad
Fracción Molar
= = = = 0,125 = ) =505(1 18 = 28,05 = ° = 0,125 28,05 = 28,175 = 39,99 1⁄ 0,125 = 28,175 = 40 ⁄ =0,00443 ) = 0,125 5 (1 40 28,05 = 28,175 = 0,125 0,50 = 0,25 =0,9956 °
EJERCICIO 2: Propiedades coligativas Cada estudiante elegirá un ejercicio de propiedades coligativas y lo resolverá, evidenciando los cálculos y resultados en la tabla 2 del anexotarea 2. Resolver los siguientes interrogantes en relación a las propiedades coligativas desarrolladas en los anteriores ejercicios. Presentando la información como se indica en la tabla 2 del anexo- tarea 2.
Tabla 2. Propiedades Coligativas Enunciado ejercicio Calcular el punto de ebullición de una solución que contiene 20 gramos de sacarosa C12H22O11 y un volumen de 2.000 mL de agua. (d=1 g/mL), Keb = 0,52 °C/m.
Solución.
∆ = = ∆ ∆ = ∗ → : = = 1 ) = 0,058 =20(342,2965 = ∗ = (1 ) 2000 = 2000 1 ) = 2 = 2000 ( 1000 = 0,058 = 0,029 → := 2 ∆ =(0,52 °) ∗ 0,029
∆ =0,0151°C = 0,015 ° 100 ° = 100,015 ° Respuesta a los interrogantes 1) En el momento de cambiar el soluto de una disolución, de cloruro de sodio a sacarosa siendo ambos solutos no volátiles, ¿podríamos afirmar que una propiedad coligativa depende del peso molecular de la sustancia? Las propiedades coligativas dependen de la concentración del soluto, ya que es expresada como una concentración equivalente; como una cantidad de partículas de soluto por partículas totales y no de la composición química del soluto. En conclusión, las soluciones de igual concentración de soluto no volátil diferentes se comportan de la misma forma no depende de la naturaleza o tipo de soluto que se utilice, en otras palabras podemos tener sustancias con peso molecular diferente pero con la misma concentración, esto infiere que no depende.
2) ¿Cómo es la variación de la de temperatura de ebullición de una solución al aumentar a concentración de solutos no volátiles? La presencia de moléculas de un soluto no volátil en una solución ocasiona la elevación en el punto de ebullición de la solución. Esto debido a que las moléculas de soluto al retardar la evaporación de las moléculas del disolvente hacen disminuir la presión de vapor y en consecuencia la solución requiere de mayor temperatura para que su presión se eleve o igualé a la presión atmosférica.
EJERCICIO 3. Constantes de Equilibrio. Principio de Le Châtelier. Cada estudiante elegirá un ejercicio de constante de equilibrio y lo resolverá, evidenciando los cálculos y resultados en la tabla 3 del anexotarea 2.
Tabla 3. Constante de equilibrio. Enunciado del ejercicio
La siguiente reacción muestra la formación de trióxido de azufre a partir de la reacción de dióxido de azufre y oxígeno. SO2(g) + O2(g)
⇌ SO3(g)
La reacción ocurre en un recipiente de 2,0 Litros (2 L), si al inicio de la reacción tenemos 0,3 moles de Dióxido de Azufre (SO2) y 0,3 moles de oxígeno. Al finalizar la reacción se mide la cantidad de trióxido de azufre formado el cual fue de 0,076 moles, calcular la constante de equilibrio para la reacción.
Solución. Balanceamos la ecuación estequiometria:
12 ↔ Fórmula para hallar la constante de equilibrio:
[ ] = [][], = 1 2 0,3 0,3 0 0 0,3 0,3 =0,076
= 0,3 = 0,15 = 2 = 0,3 = 0,15 = 2
= 0,076 = 0,038 = 2 Realizamos el balance con respecto a las concentraciones dadas en el enunciado en el punto de equilibrio.
1 2 0,15 0,15 0 0,15 0,15 =0,150,038 =0,150,038 0,038 =0,112 =0,112 =0,038 [0,038] = [0,112][0,112], =1,01 EJERCICIO 4. Potencial de Hidrógeno. a) Cada estudiante elegirá un ejercicio de cálculo de potencial de hidrogeno pH y lo resolverá, evidenciando los cálculos y resultados en la tabla 4 del anexo- tarea 2.
Tabla 4. Determinación del pH y pOH. Enunciado del problema Calcular el pH y pOH de una solución donde se mezclan 0,7 gramos de KOH y 0,2 gramos de Al(OH)3 llevando a un volumen de 500 mL.
Solución.
. =log[+] =log[−]
Aplicamos las fórmulas de
Como tenemos una solución hallamos las moles de cada sustancia.
1 )=,0125 = 0,7 (56,01
)=2,56∗10− = 0,2 (1 78 = ,0125 2,56∗ 10− = 0,015 = 0,015 =0,03 = 0,5 =log[−] =log[0,03] =1,52 =14 =14 =14=141,52=12,48 =12,48 b) Cada estudiante realizará una gráfica de cambio de pH, determinando el cambio del incremento en el volumen de 0,10 mL de una muestra de café (coffee), realizando un análisis del comportamiento del pH a medida que se incrementa el volumen adicionado, para lo cual seguirá los siguientes pasos. Ingresar al simulador que se encuentra en la figura 1 del anexo- tarea 2. ➢ Adicionar un volumen de 0,5 L de agua (water) ➢ Introducir la sonda al agua, registrando un pH de 7,0. ➢ Seleccionar una solución de café (Coffe) ➢ Agregar cantidades de 0,01 L (10 mL) como muestra la tabla la distribución por estudiante. ➢ Registrar el pH de la mezcla sin adición de agua. ➢ Registrar el pH en la tabla 5 del anexo- tarea 2 ➢
Tabla 5. Medición de pH en un simulador. Nombre del Estudiante 1. Viviana Sanabria 2. 3. 4. 5.
Mezcla y Volumen pH de Agua(L) Coffe
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Volumen adicionado/pH registrado V pH V pH V pH 0,10 6,49 0,20 6,38 0,30 6,25 0,10 0,20 0,30 0,10 0,20 0,30 0,10 0,20 0,30 0,10 0,20 0,30
MEDICIÓN pH DEL AGUA ADICCIONANDO SOLUCIÓN CAFÉ 7.2 H p 7 e d 6.8 n ó i c 6.6 a i r a 6.4 V
7
6.49 6.38 6.25
6.2 0.495
0.5
0.505
0.51
0.515
0.52
0.525
0.53
0.535
volumen (L) adiccionado solucion de café
Ejercicio 5. Aplicación y generalidades de las moléculas. Cada estudiante deberá responder las siguientes preguntas sobre las cuatro moléculas escogidas en el ejercicio 5 de la tarea 1. En el caso de no haber realizado la actividad escogerlas las moléculas con la ayuda del tutor.
Tabla 6. Interrogantes de las moléculas escogidas. Nombre del estudiante
Viviana Sanabria Calderon
Cl2O3, Cr(OH)2, HBrO3, MgCr2O7
A. Determinar la concentración Molar de las cuatro moléculas escogidas, si el peso de cada molécula es 5 gramos, disueltos a un volumen de solución de 1.200 mL.
Concentración Molar de la Cl2O3
1 ) = 0,042 = 5 ( 118,9
Concentración Molar de la Cr(OH)2
) = 0,058 = 5 ( 1 86
ó = 1,2 = 0,042 =0,03 = 1,2
ó = 1,2
= 0,058 = 0,048 = 1,2 Concentración Molar de la HBrO3
1 ) = 0,038 = 5 ( 129
ó = 1,2 = 0,038 = 0,031 = 1,2 Concentración Molar de la MgCr2O7
1 ) = 0,020 = 5 ( 240,03
ó = 1,2 = 0,020 = 0,016 = 1,2 B. ¿Qué problemas de salud puede causar cuando un ser humano entra en contacto con cada una de las moléculas? Cl2O3 El producto es dañino cuando entra en contacto con las personas, su inhalación directa puede causar la muerte, puede provocar quemaduras graves en el tracto respiratorio, dolor de cabeza intenso, nauseas, respiración dificultosa y produce visión borrosa.
Cr(OH)2
HBrO3
MgCr2O7
El producto al entrar en contacto con las personas, produce irritación en los ojos y en la piel, genera intoxicación si absorbe por ingestión o inhalación y causa irritación mecánica. El producto al entrar en contacto con las personas por ser un ácido oxácido, es corrosivo y oxidante, pueden destruir los tejidos del cuerpo, genera produce quemaduras por inhalación y por ingesta en periodos prolongados de exposición, El producto al entrar en contacto con las personas puede generar quemazón, dificultad respiratoria, enrojecimiento en la piel y quemaduras, visión borrosa y colapso en momentos de exposición prolongados.
Conclusiones El trabajo elaborado contribuye en la adquisición del conocimiento por medio de la estrategia de aprendizaje teórico práctica aplicada para la resolución de las situaciones expuestas. Se identificó las unidades de concentración de las soluciones, como actúan las propiedades coligativas dentro de las soluciones. Igualmente se analizó la determinación de las constantes de equilibrio, además se determinó el pH en las soluciones teóricamente y mediante un simulador computacional. Estos objetivos obtenidos facilitan la comprensión del conocimiento de las teorías químicas presentadas para la explicación química de los fenómenos químicos.
3133810550 018000112911
Bibliografía
