1MANUALDE

QUIMICA DE INGENIERIA

Profesores colaboradores

Ing. Claudia Olveda Rocha M.E.U.Ing. Alejandra Martnez Garca M.E.U.Ing. Ovidio Valdes Aguilar M.E.U.Ing. Jos Tranquilino Granados Gutirrez M.E.U.

Monterrey, N.L. abril 2007

2Objetivo general

El alumno al terminar el curso habr desarrollado las habilidades yconocimientos necesarios para explicar mediante los principios fundamentalesde la Qumica, distintos procesos de fabricacin de productos qumicos yaplicarlos al desarrollo de productos de esta naturaleza.

3Indice Temtico

UNIDAD IQUMICA BSICA

pgina

1.1. La qumica y sus interrelaciones.5

1.2. La materia y sus propiedades. 81.2.1 Clasificacin de la materia. 101.2.2 Las mezclas y sus propiedades 11

1.2.2.1 Tipos de mezclas. 111.2.3 Compuestos qumicos y su nomenclatura. 14

1.2.3.1 Tipos de compuestos inorgnicos y sunomenclatura.

16

1.2.3.2 Propiedades de las soluciones. 191.2.3.3 Disoluciones electrolticas y no electrolticas. 201.2.3.4 Mtodos de separacin de mezclas. 21

1.3 Formulaciones de productos qumicos. 22

Prcticas de la Unidad I 25Ejercicios de Auto evaluacin de la Unidad I 41

UNIDAD IICLCULOS QUMICOS 47

2.1 Tipos de Clculos Qumicos. Estequiometra 492.1.1 Clculos que implican frmulas qumicas 502.1.2 Estequiometra 53

2.2 Clculos con medidas de concentracin. 602.2.1 Clculos con composicin porcentual, gravedad especfica. 602.2.2 Clculos con relaciones volumtricas. Soluciones molares. 622.2.3 Clculos con relaciones volumtricas. Soluciones formales. 632.2.4 Clculos de la molalidad de una solucin. 642.2.5 Clculos de la normalidad de una solucin. 65

2.3 Clculos de la acidez de una solucin. 712.4 La valoracin. 74Prcticas de la Unidad II 79Ejercicios de Auto evaluacin de la Unidad II 85

UNIDAD IIIPROCESOS QUMICOS EN LA INDUSTRIA I 91

3.1 Estructura de un proceso qumico. 913.2 Acondicionamiento del agua y proteccin ambiental. 973.3 Fabricacin del cemento portland. 1013.4 Proceso Industrial del vidrio. 1023.5 Manufactura de la porcelana. 103Prcticas de la Unidad I 104Ejercicios de Auto evaluacin de la Unidad I 106

4UNIDAD IVPROCESOS QUMICOS EN LA INDUSTRIA II 109

4.1 Proceso Industrial para la fabricacin del Nylon. 1104.2 Proceso de fabricacin de Jabones. 1134.3 Proceso de fabricacin de Fragancias. 114Prcticas de la Unidad I 118Ejercicios de Auto evaluacin de la Unidad I 120Glosario de trminos 121Bibliografa 129

.

5UNIDAD I

QUMICA BSICA

1.1 LA QUMICA Y SUS INTERRELACIONES.

Te has preguntado alguna vez de que est hecho el mundo en el que vives,en este mundo en el que estas rodeado de infinidad de cosas y si observas a tualrededor no necesitas ir muy lejos para que te encuentres una gran gama demateriales, ya que todo lo que puedas tocar ver u oler contiene una o mssustancias qumicas como este libro un lpiz, un refresco, medicinas, pinturas,pegamentos, productos para la limpieza y todo lo que se te pueda ocurrir. Tehas preguntado si lo que comes, o lo que bebes tiene qumica o solo tu tienessed y tomas agua sin imaginar que esta es un compuesto constituido por dostomos de hidrgeno y un tomo de oxgeno, o lo que vistes est hecho dealgn material en especial y es distinto de otro?. Probablemente no lo hashecho, simplemente tu estas inmerso dentro de un mundo que desconoces yuna de las maneras con la que los qumicos empiezan a contestar este tipo depreguntas y a la que podemos dar una respuesta concreta y utilizando una solapalabra materia al mismo tiempo si pensamos en este concepto, lo debemosasociar con otro muy importante para la vida del hombre: la energa ya quetodo lo que nos rodea es materia y energa, inclusive nosotros mismos estamosformados de materia y todas las actividades que realizamos requieren deenerga an al descansar o dormir se requiere de energa para mantener elfuncionamiento de los aparatos y sistemas que constituyen nuestro cuerpo asmismos los qumicos se abocan a clasificar a la materia en categoras segn sucomposicin.La qumica a tu alrededor.

Es importante que tengamos una cultura qumica que nos permita conocer einterpretar los fenmenos propios de esta ciencia para poder apreciar y valorarsu importancia en nuestra vida cotidiana y, al mismo tiempo reflexionar quegracias a los avances de la qumica en todos los campos como la de losalimentos, la salud, y productos industriales tenemos comodidad y oportunidadde llevar una vida saludable, aunque algunas veces pueda acarrear deteriorodel ambiente por la gran cantidad de contaminantes que produce la industriaqumica, por ejemplo tenemos la lluvia cida que es provocada por xidos denitrgeno o de azufre presentes en la atmsfera.En el universo hay una variedad enorme de materiales, y sin embargo en ciertosentido cada cosa es lo mismo, todo es materia. y la qumica es el qu, elcmo y el por qu de la materia.Porqu es importante estudiar qumica?

a) la qumica nos ayuda a conocer a la materia nos dice como es y comoreacciona.

b) La qumica nos ayuda a producir o a sintetizar productos tiles para lahumanidad.

6c) La qumica nos ayuda a transformar a la materia con el fin de mejorarlapara beneficio de los seres vivos.

La qumica puede explicar todos los fenmenos y todos los procesos que sepueden llevar a cabo dentro de los seres vivos, ya que en los organismos seproducen sustancias especficas las cuales actan sobre los alimentosfavoreciendo su transformacin.Para valorar la importancia de la qumica en la vida cotidiana es precisoreflexionar sobre la gran cantidad de productos qumicos que son tiles paraofrecernos mejores condiciones de vida que hace centenar de aos, comoejemplos podemos sealar los materiales de construccin de nuestra casa,pinturas, productos de limpieza, fibras para el vestido, sustancias queconservan a los alimentos, desinfectantes, medicinas, y muchos ms.

La qumica en el hogar.- Entre los materiales que se utilizan en el hogar y queson resultado de procesos fsicos y qumicos, podemos sealar una grandiversidad de ellos, el vidrio de las ventanas, los utensilios de metal o plsticolos conductores de cobre y sus aislantes para la instalacin elctrica, laspinturas y barnices que se utilizan para proteger.

Entre las sustancias ms conocidas y de mayor aplicacin en la qumicaestn los lcalis y los cidos, ya que a partir de ellos se elaboran jabones,papel, fertilizantes, etc.

Los cidos son sustancias que t conoces y de los cuales has experimentadosu sabor cuando ingieres un limn y percibes su sabor agrio, esto se debe aque los cidos contienen el ctrico. La palabra cido significa agrio (no intentescomprobarlo con otros cidos pues son venenosos y producen quemaduras enla piel.

Los lcalis tambin son sustancias venenosas aunque hay lcalis dbilescomo es el bicarbonato que se emplea para hornear pan y darle el aspectoesponjoso, tambin se usa cuando tenemos indigestin o acidez causada por elexceso de cido que tenemos en el estmago.La Qumica en los Alimentos Con los avances qumicos se han podidoconocer los mecanismos que ocurren cuando se metabolizan los alimentos enlos organismos y se ha llegado a conocer su composicin qumica.

Para que sea eficiente el funcionamiento de nuestro organismo requiere deenerga la cual la toma de los alimentos por medio de los carbohidratos,protenas, grasas, vitaminas.Los carbohidratos lo obtenemos de las frutas de la zanahoria de la leche.Las grasa las obtenemos de la mantequilla de las grasas animales.Las protenas del trigo, carne y huevo. Y las vitaminas de las verduras fruta,carne, huevo y de las legumbres como espinaca.La Qumica en la Salud.- Un aspecto importante de los beneficios de laqumica, lo constituyen el control de microbios, virus y bacterias para prevenirlas enfermedades infecciosas y evitar la contaminacin.

7Para lograr este control se utilizan procesos fsicos (calor, fro radiacin) yagentes qumicos como desinfectantes como lo es el fenol, formol, cloro.

En otro campo de la salud est la medicina que por medio de sustanciasqumicas permiten la curacin de enfermedades que en el siglo pasado seconsideraban mortales, como lo eran la tuberculosis el clera y gracias a losantibiticos que destruyen a los microorganismos mortales. Entre los antibiticopodramos mencionar la penicilina, la estreptomicina, la eritromicina, latetraciclina etc.. otras sustancias que han favorecido que la mortalidaddisminuya son las vacunas con las cuales el organismo produce anticuerpospara la enfermedad.Dentro de todos estos productos se pueden clasificar en dos clases

A) Naturales.- Son los que provienen de la naturaleza y pueden ser deorigen animal ( Lana seda, pieles) o de origen vegetal ( madera, algodn,oro petrleo).

B) Sintticos.- Son los que estn hechos por el hombre como el acero, elvidrio, cemento plstico, etc.

La qumica y su relacin con otras materias.La qumica se considera como una materia interdisciplinaria ya que en conjuntocon otras disciplinas puede generar explicaciones sobre los distintos fenmenosfsicoqumicos y entre ellas podemos nombrarlas dentro de el siguienteesquema.

QUIMICA

Inorgnica Orgnica

PetroqumicaBioqumica

Fisico-qumica Analtica

Estudia los anlisisde las sustancias

Analtica Cuantitativa.-Indica cuanta sustancia hayAnaltica Cualitativa.-

Indica qu sustancia hay

Estudia los cambiosfisicoquimicos de lamateria.

Estudia los procesosqumicos-biolgicos

Estudia todos loselementos de laTabla Peridica

Estudia los compuestosque contienen carbono

8Ciencias con las que la qumica se relaciona.Fsica

Es un soportepara explicar losfenmenos fsicosde la materia.

MatemticasApoya en losclculosestequiomtricos yresolucin deproblemas.

MedicinaEn la investigaciny sntesis denuevas drogas ymejoras de lamisma parabeneficio de lahumanidad.

AgrculturaCrear productosque apoyen en elcampo como losson fertilizantespesticidas yproductos queayuden a sucrecimiento.

BiologaExplica losprocesos queocurren con losseres vivos, comoes la respiracin,la fotosntesis, ladigestin.

CriminologaApoya en laresolucin decasos deasesinatossuicidios o huellasdigitales consustanciasqumicas.

AstronomaSe identifica conayuda desustanciasqumicasmaterialespresentes en losplanetas.

GeologaExplica como y deque estconstituida latierra.

1.2 LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES

La Qumica es la ciencia que investiga y explica la estructura y laspropiedades de la materia. la materia integra todas las cosas que te rodean yuna definicin de la materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en elespacio. La masa es la medida de la cantidad de materia que contiene unobjeto. Tambin existe la no materia como lo es la luz el calor, las ideas, lospensamientos, las ondas de radio y las ondas magnticas.

La estructura de la materia se refiere de lo que est hecho la materia y ala manera en que est organizada, tambin describe su comportamiento, ascomo los cambios que esta experimenta, y sus caractersticas o suspropiedades.

Sus propiedades se pueden detectar con solo examinar o manipular a lamateria: De qu color es?, Qu estado tiene?, si es slido, lquido ogaseoso, si es blando o duro, su sabor, su olor, su textura, si se puede mezclarcon otro material, si se puede quemar, etc.

Si comparamos las propiedades de dos sustancias como lo son el agua yla sal, puedes distinguir entre ellas propiedades diferentes, por ejemplo, la sales blanca, slida mientras que el agua es lquida y transparente, sucomportamiento tambin es diferente, no puedes usar agua en lugar de sal, porejemplo no podemos lavarnos las manos con sal y para darle sabor a la comidano le podemos poner agua.Las propiedades de la materia.

9a) Propiedades Fsicas.- Son las que nos ayudan a identificar a la materiamediante caractersticas de la misma, por ejemplo :el sabor, colordureza, punto de ebullicin, densidad, punto de congelacin, etc.

b) Propiedades qumicas.- Son aquellas que se pueden observar solocuando cambia la composicin de las sustancias y describen lacapacidad de estas para reaccionar con otras sustancias, por ejemplo: elhierro se oxida muy lentamente en presencia de aire y humedad. Elplatino no reacciona con el oxgeno a temperatura ambiente.

EjercicioQu propiedades fsicas y qumicas le podemos dar al hierro?._________________________________________________________________________

Cambios de la materia.La materia puede transformarse o no, segn el cambio que sufra y entre estoscambios estn:

a) Cambio fsico.- Es el cambio que sufre la materia sin alterar lacomposicin de la sustancia. Por ejemplo: al derretirse una vela, al fundiroro (pasar de slido a lquido sigue siendo oro no hay ningn cambio enla composicin de la sustancia.)

b) Cambio qumico .- Este cambio ocurre cuando la composicin de lasustancia si cambia, por ejemplo: al quemar papel. (cambi porque yaquemado no tiene ni el color ni la textura que originalmente tena elpapel), al podrirse una manzana, (cambia su color su sabor , laconsistencia).

Estructura interna de la materia.A pesar de que podemos conocer a la materia detectando sus propiedades

con solo observarla o someterla a pequeas pruebas sencillas, no podemosdetectar de que est formada internamente, ya que si queremos describir suestructura, debemos usar otros mtodos que nos permitan conocer lo que nopodemos ver a simple vista.

Desde los tiempos de los alquimistas, se comenz a especular acerca de lacomposicin interna de la materia, y hubo muchos qumicos que se dedicaron ainvestigar que posee la materia internamente. La mayora de los filsofosgriegos como Demcrito crea que la materia estaba formada por partculasmuy pequeas a las que llam tomos.

Dalton perfeccion la idea de Demcrito y deca que los tomos sonindivisibles y no se pueden destruir, y que los tomos de los elementos soniguales y se pueden combinar y formar compuestos. En 1743 1794 serealizaron mediciones de cambios qumicos en un recipiente sellado y seobserv que la masa de los reactivos contenidos en el recipiente antes de lareaccin qumica era igual a la masa de los productos despus de la reaccin.por lo que Antoine Lavoisier concluye que al llevarse a cabo una reaccin

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qumica la materia no se crea ni se destruye solo se transforma y a esto lo llamla Ley de la Conservacin de la Materia .

Thomson apoyado en Crookes descubri que los tomos poseenpartculas subatmicas muy pequeas y con carga negativa llamadasElectrones, Rutherford descubri que el tomo posea espacios muy grandesy un ncleo muy pequeo en el cual haba partculas subatmicas con cargapositiva llamadas Protones as como partculas con carga cero llamadasNeutrones

La parte ms pequea de la materia son los tomos, y estos tomos,siempre son neutros ya que la cantidad de electrones que se encuentrangirando alrededor del ncleo, son iguales a la cantidad de protones que haydentro del ncleo. Aunque no es posible observar los tomos, los microscopiosde desarrollos recientes son capaces de producir imgenes en un monitor decomputadora que muestra la posicin de los tomos individuales.1.2.1 CLASIFICACIN DE LA MATERIA.

Como hemos visto la materia abarca infinidad de cosas desde una pequeapartcula de sal hasta un satlite, desde una papa hasta el chip de unacomputadora. La materia como un todo se podra comparar a un rompecabezasen las cuales sus piezas son las partes en que la materia se clasifica.

DIAGRAMA DE LA CLASIFICACIN DE LA MATERIA

Materia (puede ser slida,lquida o gaseosa); es

cualquier cosa que poseemasa y ocupa un lugar en

el espacio.

MezclaHomognea:composicinuniforme en

todos sus puntos

Mezcla Heterognea:composicin no uniforme.

Sustancia Pura:Composicin fija nopuede purificarse ms.

Soluciones: Mezclashomogneascomposicin uniformey pueden variar.

Compuestos: Elementosunidos en proporciones

Elementos: No se puedensubdividir por cambios nifsicos ni qumicos.

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MezclasUn material homogneo es aquel que es igual en todas sus partes. Sus

componentes no se pueden distinguir a simple vista y se encuentran en unasola fase, por ejemplo la sangre es una mezcla homognea ya que suscomponentes como son glucosa, agua, protenas, grasas, aminocidos ydixido de carbono, no se distinguen y todos estn en una sola fase, la leche,las aleaciones, son ejemplos de mezcla homognea.

Un material heterogneo es el que sus componentes si se pueden ver asimple vista y se encuentran en dos o ms fases, por ejemplo: un caldo deverduras, una ensalada, una nieve de chocochip, agua y aceite.

1.2.2. Las mezclas y sus propiedades.Siempre que combinemos dos o ms sustancias, el resultado puede ser uncompuesto qumico o una simple mezclas de sustancias.Para saber si se ha formado un compuesto qumico, tengamos presente losiguiente:

Al formarse un compuesto siempre hay manifestaciones de energa. Sus constituyentes no pueden separarse por simples procedimientos

fsicos. Sus constituyentes han perdido sus propiedades originales y el

compuesto qumico resultante tiene propiedades diferentes. Cuando dos sustancias o ms elementos se unen para formar

compuestos, siempre lo hacen en proporciones fijas de peso.En la formacin de mezclas podemos observar lo siguiente:

No es fija la proporcin en que intervienen las sustancias al mezclarse. En la formacin de mezclas, por lo general no hay manifestaciones de

energa alguna. Los componentes de una mezcla pueden separarse por procedimientos

mecnicos simples. Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades originales.

1.2.2.1 Tipos de mezclas.Por su apariencia fsica, las mezclas pueden ser de dos tipos....

1.- Homognea.- Si est constituida por dos o ms componentes que seencuentran en una sola fase. Por ejemplo: bronce, latn acero, leche,limonada, soda caf, sangre, aire, gas natural etc..2.- Heterognea.- Si est constituida por dos o ms componentes que seencuentran en dos fases distintas. Por ejemplo: agua y aceite, agua ymercurio, granito, lpiz plvora, conglomerado.

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Sustancias.Todas la materia est formada por sustancias, aunque un pan o una lata de

aceite tienen distinta composicin, las dos estn hechas de alguna combinacinde sustancias puras y son llamadas compuestos qumicos, las sustancias sonmaterial homogneo que siempre tienen la misma composicin.

Existen dos tipos de sustancias. Un tipo de sustancias puras se puedendegradar en otras ms simples se les llamar compuesto, mientras que el otrotipo de sustancias que no se pueden degradar en otras ms simples se lesllama elementos.Elementos

Los elementos son las formas ms simples de materia con las cuales seconstruyen otras formas de materia. Algunos elementos comunes msconocidos por ustedes, ya que estn en contacto diario con ellos estaran eloxgeno que este se encuentra en el aire y es indispensable para la vida, elhierro, ya que con este elemento se construyen algunas partes de la casa endonde vivimos, el carro en el que nos transportamos, el carbn con el queasamos la carne, el aluminio que satisface muchas necesidades del mundomoderno por ejemplo el papel aluminio con el que se envuelven algunosalimentos, las ventanas que se hacen de aluminio etc.

Los qumicos en la actualidad conocen millones de sustancias pero tan solo111 son elementos, los cuales se combinan para formar millones compuestos.Por esta razn se dice que los elementos qumicos son los bloques deconstruccin de la materia.

De los 111 elementos conocidos, solo 90 se encuentran en forma naturalen la tierra, algunos en forma de minerales y los dems se han sintetizadomediante experimentos de alta energa nuclear y casi siempre en cantidadesmuy pequeas.

En alguna ocasin dentro de tus estudios anteriores adquiridos, has vistoen tu saln de clases o en un laboratorio qumico una Tabla Peridica. EstaTabla organiza a los elementos de tal modo que proporciona una graninformacin. Esta Tabla tuvo diversas formas de acomodo de los elementos yhubo varios qumicos que trabajaron en ellos con el fin de proporcionar unainformacin ms rpida y ms precisa en cuanto a sus caractersticas, su formade reaccionar as como sus propiedades.

Los elementos son identificados mediante smbolos los cuales forman partedel lenguaje de la qumica. Estos smbolos son signos universales que se usanpara que la comunicacin qumica se entienda en todo el mundo. Algunos deestos smbolos se toman directamente del nombre del elemento, ya seatomando la primera letra de su nombre o las dos primera letras del mismo, o enalgunas ocasiones no corresponden a su nombre en espaol, sino que sederivan de sus nombres en latn. En la siguiente tabla se dan algunos ejemplos.

SMBOLOS QUMICOS

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ELEMENTO SMBOLO ORGEN ORIGEN

Cobre Cu Cuprum LatnOro Au Aurum LatnHierro Fe Ferrum LatnPlomo Pb Plumbum LatnPotasio K Kalium LatnPlata Ag Argentum LatnSodio Na Natrium LatnTungsteno W Wolfram Alemn

Compuestos.Ya aprendimos que un compuesto es una sustancia pura que se puede

separar en elementos por medios qumicos.Una definicin ms completa es: un compuesto es una combinacin

qumica de dos o ms elementos distintos combinados en proporcin fija. Porejemplo si tuvieras que analizar muestras de un compuesto de agua de un grifo,de un iceberg, un ro y un charco de agua de lluvia encontraras que cadamuestra (salvo las impurezas) contienen 11.2 % de hidrgeno y 88.8 % deoxgeno en masa. Cada compuesto contiene su propia composicin fja, la cualgenera un conjunto de propiedades fsicas y qumicas particulares, estaspropiedades del compuesto son distintas a las propiedades de los elementos

Por ejemplo si combinamos plata con bromo se formara bromuro de plata.Las propiedades de cada elemento que se est combinando son diferentes

a la del compuesto que se form, ya que la plata es un metal slido de colorblanco, mientras que el bromo es un no metal lquido de color rojo muyvenenoso y el compuesto que se form es un slido cristalino que se utiliza enpapel fotogrfico y para impresin.Cmo se distingue una mezcla de una sustancia? En la siguiente tablacomparativa te lo mostramos

MEZCLA COMPUESTOComposicin Puede constar de varios

elementos, compuestos,o ambos en composicinvariable.

Se compone de uno oms elementos en unaproporcin en masadefinida y fija.

Separacin de loscomponentes

Su separacin se puedellevar a cabo pormtodos fsicos mecnicos.

Los elementos se puedensolo separar slomediante reaccionesqumicas.

Identificacin de loscomponentes

Los componentes nopierden su identidad.

Un compuesto no seasemeja a los elementos

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de los cuales estformado.

Si un compuesto consta de dos o ms elementos distintos en qu sedistingue de una mezcla? Hay dos diferencias (1) Un compuesto tienepropiedades especficas y (2) y un compuesto tiene una composicinespecfica, mientras que en una mezclas sus propiedades y su composicinpueden variar por ejemplo una mezcla de agua y azcar puede ser muy dulce oligeramente dulce, su viscosidad puede variar o sea que al cambiar suspropiedades su composicin tambin cambia, y un compuesto como el aguasiempre es incoloro, inodoro inspido aunque este en cualquiera de sus tresestados.

La mayora de los compuestos que se han descubierto se han aislado defuentes qumicas naturales como plantas. Los compuestos tambin sesintetizan en laboratorios, donde se analizan sus diversas aplicaciones que vandesde la medicina hasta la manufactura de diversos productos o artculos.

1.2.3 Compuestos qumicos y su nomenclaturaUn compuesto se representa por medio de frmulas qumicas. Una

frmula qumica es una combinacin de smbolos qumicos que indica el tipo deelementos y el nmero de tomos que tiene cada uno de estos elementos queforman el compuesto. Por ejemplo la frmula de cido sulfrico es H 2SO4 estafrmula indica que hay 2 tomos de hidrgeno 1 tomo de azufre y 4 tomos deoxgeno.

Un compuesto puede formarse por medio de iones, los cuales son tomoscargados elctricamente. Estas cargas pueden ser positivas y se formancuando un tomo neutro pierde electrones, y pueden ser negativas cuando eltomo neutro gana electrones.Los iones pueden ser:1.- Iones Monoatmicos.- Son aquellos que estn formados por un soloelemento. Por ejemplo:Li+1 In Litio Cl-1 In cloruro,Mg+2 In magnesio S-2 In sulfuro

2.- Iones Poliatmicos.- Son los que estn formados por dos o ms elementosdistintos. Por ejemplo:OH-1 In hidrxido NH4 +1 In amonioSO3 2 In Sulfito SO4 2 In sulfato

En la siguiente tabla se muestran diferentes tipos de compuestos y suaplicacin en la vida diaria en la cual tu te encuentras y que comnmente estna la alcance de tu mano y tu uso.

COMPUESTOS COMUNESNombre del compuesto Frmula Usos

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Acetominofn C8 H9 N O2 Analgsicocido actico C2H4O2 Ingredientedel vinagreAspartame C14H18O6 Endulzante artificial.Butano C4H10 Combustiblecido fosfrico H3PO4 Saborizantede bebidasPropano C3H8 Combustible decocinaCloruro de sodio NaCl Saborizante

Las caractersticas de las frmulas qumicas son:1.- La frmula de un compuesto contiene los smbolos de todos los elementosque integran a ese compuesto.2.- Cuando la frmula indica un tomo de un elemento, el uno no se usa comosubndice para indicar la existencia de un solo tomo de un elemento.3.- Si hay ms de un tomo, el nmero de tomos se indica mediante unsubndice a la derecha del smbolo .por ejemplo H2O indica dos tomos dehidrgeno en la frmula.4.- Cuando hay ms de un grupo de tomos se colocan parntesis y el nmerode unidades del grupo mediante el subndice a la derecha. Por ejemploBa(OH)2 esto indica que del grupo OH hay dos grupos.Un compuesto esta formado por dos iones uno positivo y el otro negativo y lasuma de sus carga debe de dar igual a cero.Ejemplo:

Na+1 Cl 1 NaCl Sus cargas al sumarlas (+1) + (-1) = 0Ca+2 S-2 CaS Sus cargas al sumarlas (+2) + ( -2) =

0

Pero si unimos iones con cargas diferentes, para balancear el compuestodebemos de cruzar los nmeros de los iones y colocarlos como subndicesPor ejemplo Na+1 S-2 Na2S

Ca+2 Cl-1 CaCl2

EjercicioDentro de cada espacio, escribe la frmula del compuesto que neutraliza lascargas de losiones que encabezan la hilera y la columna correspondiente.

H-1 O-2 Cl-1 P-3 C-4 S-2 F-1 Se-2Li+1

Mn+2

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Fe+2

Rb+1

Be+2

Al+3

Bi+3

EjercicioCompleta la siguiente Tabla escribiendo las frmulas de los compuestos que seforman uniendo columnas e hileras. Se cauteloso ya que los iones que se usanson iones poliatmicos.

OH-1 SO 3 -2 SO4 -2 NO3-1 PO3 -3 Cr2O7 -2

Mn+2

Fe+2

Fe+3

AL+3

Ejercicio y aplicacin de la qumicaMateriales diarios:

La materia se clasifica en elementos, compuestos, mezclas homogneasy heterogneas. Describe un material que se halle en la alacena de tu casa quecorresponda a cada una de estas categoras

1.2.3.1 Tipos de compuestos inorgnicos y su nomenclatura.Existe un lenguaje en qumica para poder llamar a los compuestos. La

nomenclatura qumica es el sistema de nombres que se usan para identificar alos compuestos.

Compuestos binariosLos compuestos binarios son los que contienen solo dos elementos.

a) SALES.- Son las que estn formadas por un metal y un no metal.

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Nomenclatura: su nombre comienza con el no metal al que se le modifica la razy con la adicin del sufijo URO seguido del nombre del elemento positivo(enlazados con la preposicin de).Ejemplo: NaCl

Elementos Sodio es el metal y el cloro es el no metalNombre del compuesto Cloruro de sodio.Algunos metales poseen nmeros variables de oxidacin.Ejemplo:

FeCl2 FeCl3Nmero de oxidacin: +2 -1 +3 -1Nombre Hierro(II) Cloruro(de) Hierro (III) Cloruro (de)

En la nomenclatura clsica el nombre del in metlico se le modifica suterminacin con los sufijos OSO para el de menor estado de oxidacin e ICOpara el mayor estado de oxidacin.Ejemplo: FeCl2 Cloruro ferroso CuCl Cloruro cuproso

FeCl3 Cloruro frrico CuCl2 cloruro cprico

b) XIDOS.- Compuestos formados por un metal y el no metal Oxgeno.Se nombran con la palabra xido de .... y el nombre del metal ( ya sea metalcon un solo estado de oxidacin o con metales con nmeros de oxidacinvariables.Ejemplos:CaO xido de calcio FeO xido ferrosoMgO xido de magnesio Fe2O3 xido frricoBaO xido de bario Hg 2 xido mercurosoSrO xido de estroncio HgO xido mercrico

c) CIDOS.- Son compuestos formados por el in Hidrgeno unido a un nometal.

Se nombran con la palabra cido seguido por el no metal con la terminacinHIDRICOEjemplos:HCl cido clorhdrico HBr cido bromhdricoHI cido yodhdrico H2S cido sulfhdrico

d) ANHDRIDOS.- Son compuestos que se forman de dos no metales.Entre los no metales estn el fsforo P el azufre S el nitrgeno N y estnunidos al oxgeno O.Se van a nombrar fijando un prefijo que nos indique el nmero de tomos deese elemento en la molcula.Los prefijos comunes son:

Mono = 1 Di = 2 Tri = 3 Tetra = 4 Penta= 5

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Ejemplos:CO Monxido de carbono N2O Monxido de dinitrgenoCO2 Dixido de carbono N2O4 Tetrxido de dinitrgenoCCl4 Tetracloruro de carbono P2O5 Pentxido de difsforo

Compuestos ternarios.Los compuestos ternarios tienen tres elementos y generalmente consisten

de un catin (ya sea hidrgeno o un metal combinado con un in negativopoliatmico).

a) OXICIDOS.- son compuestos inorgnicos ternarios que contienenhidrgeno,

oxgeno y otro elemento que con frecuencia es un no metal.Para nombrarlos se escribe la palabra cido que representa al hidrgeno

seguido por el nombre del in poliatmico negativo con terminacin OSO parael que tiene menor cantidad de oxgeno e ICO para el que tiene mayorcantidad de oxgeno.Ejemplos:HNO2 cido nitroso H2SO3 cidosulfurosoHNO3 cido ntrico H2SO4 cido sulfuroso

Algunos elementos forman ms de dos iones poliatomico ( CL, Br; I ) por loque aparte de los sufijos hay que poner un prefijo el cual es HIPO y PER.Ejemplos:HCLO cido hipocloroso HClO2 cido clorosoHClO3 cido clrico HClO4 cido perclrico

b) SALES DE CIDOS TERNARIOS.- Estos compuestos se forman cuandoel hidrgeno del cido se sustituye por un metal.

Se nombran dando primero el nombre del in poliatmico negativo seguido porel nombre del metal. Los nombres de los aniones se derivan de los nombresque corresponden a los cidos ternarios, cambiando la terminacin OSO porITO y la terminacin ICO por ATONaNO2 Nitrito de sodio CaSO3 sulfito de calcioNaNO3 Nitrato de sodio CaSO4 sulfato de calcio

c) BASES .- Son compuestos que contienen el in hidrxido (OH-1)combinado qumicamente con un in metlico. A estos compuestos se lesllama hidrxidos.

Se nombran primero la palabra hidrxido seguido por el nombre del inmetlico.Ejemplos:NaOH Hidrxido de sodio LiOH hidrxido de litioKOH Hidrxido de potasio CsOH hidrxido de cesio

Si se une con iones positivos que poseen nmeros variables de oxidacin.

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Fe(OH)2 Hidrxido ferrosoFe(OH)3 Hidrxido FrricoCuOH Hidrxido CuprosoCu(OH)2 Hidrxido Cprico

1.2.3.2 Propiedades de las soluciones.Las soluciones son aquellas que todos sus componentes estn ligadosntimamente entre si.Ejemplo: los refrescos de cola son una solucin de bixido de carbono, agentescolorantes y materiales que dan sabor (azcar) en agua. El Vodka de 900 es 45% alcohol en agua aqu el solvente es el agua y el alcohol es el soluto.Las soluciones estn constituidas por:Soluto .- Es el que se disuelve en el solvente se encuentra en menor cantidad.Solvente.- Es el que disuelve al soluto se encuentra en mayor cantidad.En cualquier solucin el estado del disolvente es el estado de la solucin.Porqu se disuelven los compuestos?

Esto es debido a que la mezcla de sustancias diferentes da lugar a variasfuerzas de atraccin y repulsin cuyo resultado neto es la disolucin.

Algunos solutos y solventes son completamente solubles entre s; es decirmiscibles en cualquier proporcin. Por ejemplo el alcohol etlico y el agua sonmiscibles en cualquier proporcin, sin embargo otros solutos, son solubles enuna cantidad definida de un solvente dado a una temperatura determinada. Hayotros disolventes que por su naturaleza no se disuelven y decimos que soninsolubles o inmiscibles. Cuando el agua se mezcla con la gasolina resulta unsistema de dos capas.

Alguna vez te ha sucedido? Un trozo de pizza resbalosa te deja unamancha de grasa en tus pantalones favoritos. Mojas la mancha, pero el aguasimplemente se escurre. Ests aprendiendo la leccin de que el agua y el aceiteno se mezclan.

Concentracin de las solucionesSi t preparas un t podras elegir la concentracin aproximada segn tu

gusto. Si te gusta el t fuerte haras lo que un qumico llamara una solucinconcentrada de t; pones en el agua una cantidad relativamente de hojas de tpara que por la extraccin origine una concentracin alta. Por otra parte si tegusta el t ligero, un qumico dira que es una solucin diluida; una cantidadrelativamente pequea de t disuelta en agua y la concentracin es baja. Losqumicos no utilizan los trminos fuerte o dbil para describir la concentracinde una solucin sino utilizan concentrado y diluido.

Soluciones saturadas y no saturadas.Otra forma para indicar la concentracin de una solucin es la que se

refiere a la cantidad de soluto con respecto a la mxima cantidad que podra

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disolverse. Se dice que una solucin es no saturada cuando la cantidad desoluto disuelto es menor que la mxima cantidad que se puede disolver. Losocanos son un ejemplo de una solucin no saturada de agua salada y podraadmitir una mayor concentracin de sal de la que ahora tiene. La mximaconcentracin de sal en agua es de unos 36 gramos de sal disuelta por cada100 gramos de agua. Tal solucin que en las condiciones dadas soporta lamxima cantidad de soluto por cantidad de solucin, se denomina solucinsaturada.

Un tercer tipo de solucin, es la llamada solucin sobresaturada Estassoluciones contienen ms soluto que el mximo habitual y son inestables, yaque no pueden soportar permanentemente el exceso de soluto en la solucin ylo pueden liberar repentinamente. Este tipo de soluciones se deben prepararcuidadosamente. Casi siempre se hacen disolviendo el soluto en el solventepero a una temperatura elevada, ya que por lo comn las sustancias suelen serms solubles en caliente que a temperatura ambiente y despus se enfranlentamente. Un ejemplo de este tipo de solucin sera cuando preparamos unbetn para un pastel para hacer este dulce, se debe calentar una muestra muyconcentrada azcar, chocolate y un disolvente con agua, como leche, hasta unatemperatura bastante alta para tener una solucin sobresaturada de azcar,despus la mezcla se enfra quedndote suave y cremoso porque el azcarsolidificar como pequeos cristales.Cules son los factores que ayudan a que haya una buena disolucin?

a) Tamao de partcula.- Si las partculas del soluto son grandes lainteraccin con elsolvente ser muy pobre, en cambio si el soluto est pulverizada estainteraccin es ms rpida y se efecta la disolucin mejor.

b) Agitacin.- Si hay un movimiento entre las partculas del solvente y delsoluto su interaccin mejorar y ser ms efectiva.

c) Aumento en la temperatura.- La temperatura tiene un efecto importantesobre la solubilidad de la materia de la mayora de los solutos. Alaumentar la temperatura de la solucin la energa cintica de laspartculas tambin ser mayor, y su interaccin soluto-solvente sermejor as como su solubilidad y habr ms disolucin.

1.2.3.3 Disoluciones electrolticas y no electrolticas.Cuando una corriente elctrica pasa a travs de un alambre de cobre, el

alambre en si mismo no cambia. Los electrones ( verdadera corriente elctrica )fluyen dentro del alambre en un punto entran y salen en otro. El nmero total deelectrones en el cobre permanece igual antes y despus del flujo y no haycambio qumico. Sin embargo este no es el caso, cuando una corriente elctricapasa a travs de una solucin electroltica, electrones libres como tales fluyen atravs de la solucin: la corriente es transportada por iones y sucedenreacciones qumicas en cada electrodo.

Un compuesto inico ( compuesto formado por iones ) en su redcristalina tiene libertad de movimiento muy limitada que solo le permite vibraralrededor de posiciones fijas, estos slidos inicos no conducen la corriente

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elctrica. En cambio, cuando el slido se funde, los iones pueden moverse conlibertad mucho mayor, esto es debido a que los cationes y aniones se muevenen direcciones opuestas hacia electrodos que tienen carga positiva y negativa.

Muchos compuestos inicos son solubles en agua. Esto hace que lassolubilidades de los compuestos inicos y las propiedades de los iones ensolucin, tengan gran inters prctico. Cuando un compuesto inico se disuelveen agua se disocia los iones con carga opuesta, se separa unos de otros. Porejemplo, cuando se disuelve el cloruro de sodio en agua, se disocia en ionessodio y en iones cloro que se mezclan uniformemente con las molculas deagua y se dispersan por toda la solucin.

Las soluciones acuosas de compuestos inicos, al igual que loscompuestos inicos fundidos, conducen la electricidad porque los aniones ycationes estn en libertad de moverse dentro de la solucin llevando consigocargas elctricas. Todas las sustancias que conducen la electricidad cuando sedisuelven en agua se denominan electrolitos. La conductividad elctrica de lasolucin se puede demostrar con un experimento sencillo en el que doselectrodos, conectados a una batera proporciona electricidad si se sumergenen una solucin inica. Los cationes con carga positiva migran hacia elelectrodo negativo, y los aniones con carga negativa se mueven hacia elelectrodo positivo. As, una bombilla insertada en el circuito se enciende cuandolos electrodos se sumergen en la solucin inica, lo que indica un circuitocompleto. El movimiento de los iones constituye una corriente elctrica. Labombilla no se enciende cuando los electrodos no estn en la solucin; elcircuito no est completo. Los compuestos inicos solubles en agua se conocencomo electrolito fuerte porque se disocia totalmente ( 100% ) en solucin.

La elevada concentracin de iones en la solucin hace que esta seabuen conductor de la electricidad. Las sustancias cuyas soluciones noconducen la electricidad se llaman no electrolitos. Estos generalmente soncompuestos moleculares que no se ionizan en solucin como el azcar, eletanol y el etileno. Hay otras sustancias que pueden conducir la electricidadpero pobremente y estos son llamados electrolito dbil un ejemplo de estos esel cido actico al cual no se disocia completamente cuando se encuentra ensolucin.

Muchos de los compuestos inicos que encontramos casi a diario, comola sal de mesa, el bicarbonato para hornear y los fertilizantes para las plantascaseras, son solubles en agua. Por ello resulta tentador concluir que todos loscompuestos inicos son solubles en agua, cosa que no es verdad. Ya que haypoco solubles y otros son prcticamente insolubles.

1.2.3.4. Mtodos de separacin de mezclas.Cuando una mezcla se separa en sus componentes, se dice que estos

se purificaron. Sin embargo, pocos procesos de separacin se complementanen un solo paso y casi siempre se requiere repetirlos para obtener unasustancia cada vez mas pura. Por ejemplo, una mezcla de hierro y azufre

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agitando la mezcla con un imn, una buena parte del hierro se retirar con l,dejando al azufre con un alto grado de pureza repitiendo el paso del imn variasveces hasta dejar completamente separada la mezcla. Aunque las sustanciaspocas veces se encuentran puras en el mundo natural, es posible, empleandotcnicas modernas de purificacin, separar muchas de ellas de las mezclas queocurren en la naturaleza.

Se han ideado muchos mtodos para separar de mezclas sustanciaspuras. Se aprovechan diferentes propiedades fsicas y qumicas como susolubilidad en agua, su densidad, la temperatura a la que se funde o hierve.Entre los mtodos ms usados podramos nombrar:Cristalizacin. Proceso en el que tomos molculas o iones mviles en unlquido se convierten en un slido cristalino.Decantacin. Trasvasar un lquido de un recipiente a otro, para separar doslquidos insolubles de distinta densidad o un lquido de un slido sedimentable.Filtracin. Hacer pasar la mezcla (lquido slido no miscible) por un materialde poro fino ( papel filtro ) el cual dejar pasar solo el lquido, deteniendo a laspartculas slidas de las mezcla.Evaporacin. Este procedimiento consiste en calentar la mezcla, tantohomognea como heterognea, el lquido se evapora separndose del slidoque permanece en el recipiente.Destilacin. Es el mtodo de separacin de sustancias de una mezcla porevaporacin de un lquido y subsecuente condensacin de su vapor. Es decir elcomponente de menor punto de ebullicin, se evaporara, pasando sus vaporespor un condensador, convirtindose al estado lquido y libre de los componentesrestantes que quedan en el depsito calentado.Procedimiento Magntico. Cuando en la mezcla existen componentesmagnticos y no magnticos, basta con acercarle un imn y este atraer a losmateriales magnticos que se separan de los no magnticos.Centrifugacin. Proceso que consiste en separar un slido suspendido de unlquido empleando la fuerza centrfuga.

1.3 .- Formulaciones de Productos QumicosEl hecho de combinar sustancias con el fin de producir otras sustancias

nuevas que sean tiles para la humanidad tendramos que usar todo lo quehasta ahora hemos aprendido de la materia, ya que por medio de suspropiedades podramos provocar un cambio qumico que nos lleve a lograrnuestro objetivo de producir sustancias nuevas.

Algunos de estos cambios suceden precisamente en la cocina. Piensa enla gran cantidad de ingredientes que se usan para hacer un pastel: azcar,harina, polvo para hornear, huevo, leche o agua, mantequilla. Las propiedadesde estos ingredientes cambian cuando se mezclan y se hornean. Estasdiferencias indican que se produjeron cambios qumicos.

Cuando una sustancia experimenta un cambio qumico participa en unareaccin qumica. Una vez que la sustancia ha reaccionado ya no tiene lamisma naturaleza qumica. Aunque te sorprenda, que una sustancia pueda

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experimentar un cambio y transformarse en otra, todo el tiempo estnocurriendo reacciones qumicas a tu alrededor.

Las reacciones qumicas se pueden usar para encender un auto, fabricartelas para vestirse, elaborar medicamentos, producir pinturas y pigmentos detus colores favoritos. Las reacciones tambin proporcionan energa paracaminar, correr, trabajar y pensar.

Hay muchas seales que te indican que una reaccin ha ocurrido, porejemplo, un cambio de color, un cambio de temperatura, un cambio de estado,etc., Los cuales son cambios observables.As mismo los diferentes tipos de reaccin son:Reaccin de sntesis A + B ABReaccin de descomposicin AB A + BReaccin de desplazamiento simple AB + C AC + BReaccin de doble desplazamiento AB + CD AD + CB

A continuacin presentamos algunos ejemplos de formulaciones qumicas:

LUCES DE BENGALAFrmula:Azufre en polvo 100 gNitro de potasio 500 gCarbn de polvo 150 gLimadura de fierro 200 gAluminio en polvo 100 g

ProcedimientoDebe moler por separado cada uno de los ingredientes.Despus fabrique una solucin de goma laca en alcohol, enseguida agregue auna solucin los ingredientes molidos agite hasta formar una pasta, a estameter los trozos de alambre que deber cortar a una medida conveniente.

Estos alambres deben penetrar en la pasta hasta la mitad, enseguida sesacan y se ponen a secar, si la capa que recibieron es muy delgada, deberrepetir la operacin ya seca.

VINAGRE ECONMICOFrmula:Piloncillo 2 Kg.Agua 4 L.

Procedimiento:

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Deje que el piloncillo se disuelva en el agua, despus que se fermente duranteunas semanas; lograr un vinagre de calidad regular y precio econmico.

JABN LQUIDO PARA LAS MANOS.Frmula:Aceite de coco 3200 gAceite de algodn 800 gPotasa custica al 50% 2400 gCloruro de potasio 270 gAgua hervida 20 lPerfume Al gustoProcedimiento:Ponga a calentar los aceites en un recipiente a una temperatura a 70 CPor otra parte, haga una mezcla con una solucin del cloruro de potasiocustico.Vace esta solucin alcalina sobre el aceite que se encuentra a una temperaturade 70 C, agite constantemente hasta lograr una saponificacin, cuanto latemperatura baje a 35 C. aproximadamente, agregue el perfume, ya terminadoenvselo en frascos de 1L.

P R C T I C A S D E Q U M I C A.

OBJETIVOS DE LAS PRCTICAS DE QUMICA

El alumno mediante las prcticas de qumica le permitir observar yexperimentar el comportamiento de la materia, as mismo el hecho de realizarprcticas en el laboratorio permitir trabajar con seguridad y precisin einterpretar los resultados de dicho trabajo.

El alumno anotar en su cuaderno de prctica, har un informe,escribiendo las observaciones, clculos, esquemas del aparato, resultados yconclusiones obtenidas en cada prctica.

Las prcticas estn diseadas para que la teora vista en clase seaconfirmada en el laboratorio, apoyando con esto la enseanza de la qumicaexperimental.

Los experimentos tendrn una duracin de una hora clase, y en la cuallos alumnos tendrn que terminar cada prctica correspondiente.

Objetivos del laboratorio.A) Que los alumnos se familiaricen con los fenmenos fisicoqumicos que la

materia experimenta.B) Que el alumno adquiera destrezas en el conocimiento y manejo de los

materiales y equipos que son usados comnmente en el laboratorio, y que

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despierte su espritu de investigacin motivado por sus experiencias yobservaciones.

Reglamento general del laboratorio.1. El laboratorio podr ser usado por los alumnos en el horario que est

predestinado para cada grupo, y con la presencia de su maestro titular.2. Los alumnos se presentaran con su libro de trabajo a todas las sesiones

de laboratorio.3. En la primera sesin el instructor formar a su criterio los equipos de

trabajo.4. Cada equipo se har responsable del material que se le asigne, en caso

de perdida o dao tendr que ser repuesto a la mayor brevedad por elequipo de trabajo.

5. Cada alumno deber documentarse sobre el objetivo de la prctica antesde cada sesin, y presentar al instructor un diagrama de flujo de laprctica correspondiente en su diario de laboratorio.

6. El laboratorio es un lugar de trabajo por lo que no se permitir que dentrode l, se juegue o se realicen otras actividades diferentes a la prctica.

7. No se permitir introducir ningn tipo de alimentos o bebidas, as comoesta estrictamente prohibido fumar dentro del laboratorio.

8. Para evitar cualquier contaminacin de los reactivos estos deben deestar siempre con su tapa correspondiente y al necesitar muestras de losreactivos todos lo equipos lo harn con la misma cucharilla evitandointroducir diferentes cucharillas a los frascos.

9. Al terminar las prcticas el material como la mesa de trabajo debernquedar perfectamente limpias.

Los valores que se manejarn en el laboratorio son:ORDEN, TRABAJO EN EQUIPO, DISCIPLINA. RESPONSABILIDAD y otrosms que ustedes irn mencionando en cada prctica.

Normas de seguridad.1. Usar bata y lentes dentro del laboratorio.2. Los desperdicios de lquidos de tirarn en el resumidero, dejando correr

agua suficiente, ya que muchos de ellos son corrosivos.3. Los desperdicios slidos y los papeles se debern tirar en los botes de

basura.4. Debern asegurarse que el tipo de reactivos deseados sea el que

marque la etiqueta de los frascos y no cambiarlos ni borrarlos.5. Todos los reactivos se debern manejar con todo el equipo

perfectamente limpio.6. Tomar reactivos slidos con esptula y los lquidos con la pipeta.7. Se deber de tener mucho cuidado al manipular productos inflamables y

ms que todo, al tener los mecheros encendidos. (Consulte al instructorsobre productos inflamables).

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8. Al calentar una solucin con un tubo de ensaye, debe hacerse bajoel nivel del lquido y agitando constantemente, no debe apuntarsecon el tubo a un compaero ni as mismo, ya puede proyectarse yquemar a las personas ms cercanas.

9. Cualquier material caliente deber colocarse sobre placa aislante.10.Si por algn motivo se ingiere por accidente un reactivo, se deber de

avisar de inmediato al instructor.11.Ningn lquido se deber oler ponindolo directamente en la nariz

donde est contenido sino abanicar con la mano los vapores haciala nariz.

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PRCTICAS DE QUMICA

PRCTICA #1Material de laboratorio de qumica

OBJETIVO:Identificar, describir y conocer el uso del equipo de laboratorio de

qumica.

FUNDAMENTO:Es importante conocer los aparatos y materiales de laboratorio ya que

mediante sus usos se infiere conocimientos o se hacen demostraciones de losdiversos conceptos del rea de qumica.El material de qumica puede ser dividido en:

a) Material de vidrio entre los que estn: matraz bola, termmetro etc..b) Material de fierro entre las que contamos la pinzas de vasos de

precipitado, mechero etc..c) Material cermico entre ellos estn el mortero, el crisol etc..

DESARROLLO:A continuacin se darn los nombres de los materiales ms usados en el

laboratorio de qumica de los cuales los dibujars y describirs su uso, cuandoel instructor los muestre e indique sus caractersticas.

Balanza Granataria Vaso de precipitado Pinzas para tubo deensayeTermmetro Pinzas para bureta Pinzas para vasos deprecipitadoPipeta Vidrio de reloj Tenaza para crisolMortero Condensador Embudo deseparacinGradilla Matraz Erlenmeyer Tela aislanteMatraz bola Pizeta Tubo de EnsayeEsptula Soporte Universal Mechero de BunsenBureta Embudo de filtracin Probeta graduada

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PRCTICA # 1 AManejo de la Balanza

OBJETIVO:El alumno aprender las partes de una balanza, la manera de tarar, y

har un ejercicio para conocer su manejo.

MATERIAL NECESARIO:Balanza granataria2 Vasos de precipitado de 100 mL.Una esptula

SUSTANCIAS:Cloruro de sodio

PROCEDIMIENTO:El equipo pesar un vaso de precipitado de 100 ml y anotarn el peso del

vaso y cada participante del equipo proceder a pesar correctamente la mitadde una hoja de papel limpia, enseguida 1.8 g de sal comn y lo agregar alvaso de precipitado, teniendo cuidado de tarar la balanza cada vez que la useun integrante, y as mismo tener cuidado al vaciar la cantidad de sal al vaso,anotar el dato.Hacer un dibujo de la balanza anotando sus partes.

CLCULOSLa suma de los pesos individuales, debe ser el peso total del vaso y la sal

Peso del vaso= g =A(nmero de integrantes)(1.8g de sal/participante)= g =B

(peso del vaso con sal)-(peso del vaso sin sal)= g =CPorcentaje de error en la medicin= (B-C)/C

g=%

OBSERVACIONES

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CONCLUSIONESA qu se debi el error obtenido?

Qu haras para dar medidas ms precisas?

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PRCTICA # 2

Elementos, compuestos y mezclasOBJETIVO:Precisar los conceptos de elemento, compuesto y mezclas.

MATERIAL Y SUSTANCIAS3 Vidrios de reloj 1 g de azufre1 Crisol 1 g de granalla de zinc1 Soporte 1 g de hierro1 Pinzas para soporte 8 cm. de cinta demagnesio1 Anillo metlico1 Tela aislante1 Esptula1 Vaso de precipitado de 250 ml1 Mechero1 Pinzas para crisol1 Imn

FUNDAMENTO:La materia se clasifica en mezclas homogneas y estas a su vez en

sustancias las cuales pueden ser elementos y compuestos.Los elementos son sustancias que se caracterizan por tener tomos

iguales mientras que los compuestos son los que estn formados por dos o mselementos, mientras que las mezclas pueden ser homogneas y son sustanciasunidas fsicamente y sus componentes no se aprecian a simple vista, mientrasque las heterogneas sus componentes se pueden ver a simple vista y seencuentra en dos fases.

PROCEDIMIENTO1.- Con la punta de la esptula se tomar una pequea muestra de azufre y secolocar en un vidrio de reloj enseguida se tomar otra muestra de zinc y sepondr en otro vidrio de reloj.Observa estas sustancias y contesta.

ELEMENTO COLOR ESTADO FSICOAZUFRE

ZINC

2.- Colocar en un crisol las muestras anteriores mezclarlas perfectamente ycalentarlas enrgicamente hasta combustin.Observa el residuo que qued en el crisol despus de calentar por uno o dosminutos y registra:

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El residuo se parece a las sustancias originales?

Qu tipo de sustancia se form?

3.- Sujeta con las pinzas para crisol la cinta de magnesio y acrcala a la flamadel mechero hasta que arda completamente. El residuo depostalo en un vidriode reloj. Luego este residuo psalo a un vaso de precipitado con 10 ml de aguae introduce un papel tornasol y observa.Qu sucedi al acercar el magnesio a la flama del mechero?

Qu aspecto tiene el residuo que se form al arder el magnesio? Qu tipo decambio ocurre en este proceso?

Sus propiedades fsicas cambiaron?

Al arder en el aire el magnesio con qu elemento se combin?

De qu color se puso el papel tornasol? La solucin es cida o bsica?

4.- En un vidrio de reloj junta granalla de fierro y azufre y observa.Puedes distinguir si cada una de las sustancias que mezclaste?

Qu tipo de sustancia se form?

5.- Pasa un imn por encima de la sustancia que formaste.Qu sucede?

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PRCTICA # 3Solubilidad

OBJETIVO:Que el estudiante reconozca qu sustancias pueden disolverse o no

disolverse en el solvente universal que es el agua.

FUNDAMENTO:Al agua se le conoce como el solvente universal ya que su poder de

disolucin se debe principalmente a su naturaleza bipolar pero a pesar de estono se disuelve a todo. Lo semejante disuelve lo semejante es una expresinmuy comn entre los cientficos para predecir la solubilidad. Esta frase significaque la solucin se produce cuando existan semejanzas entre el soluto y eldisolvente.

MATERIAL SUSTANCIAS6 Tubos de ensaye Agua destilada1 gradilla Nitrato de potasio1 pipeta con dispositivo de succin Benceno1 vaso de precipitado 50ml Potasio1 termmetro Cloruro de sodio1 mechero Carbonato de calcio1 esptula Acido sulfrico

Acido benzoicoMetanol

PROCEDIMIENTOEn diferentes tubos de ensaye de 13 X 100 mm ponga pequeas

cantidades de 0.1 g de nitrato de potasio, cloruro de sodio, carbonato de calcio,cido benzoico, cido sulfrico, metanol y benceno.

Agregue cada uno aproximadamente 3 ml de agua y observe si sedisuelve o si hay algn cambio en la temperatura. Si no hay disolucin calienteligeramente y anote cualquier cambio que vea.

En el caso del potasio como es un metal muy reactivo, colquelo en unvaso de precipitado y agregue 5 ml de agua.

OBSERVACIONES

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PRCTICA # 4

Efecto de la temperatura en la solubilidad de las sustancias

OBJETIVO:Que el estudiante confirme que la temperatura causa un efecto de mayor

disolucin en una solucin que se ha hecho saturada.

FUNDAMENTOLas soluciones pueden distinguirse por ser insaturadas, saturadas y

sobresaturadas las cuales se deben preparar cuidadosamente.Una solucin sobresaturada es aquella que contiene ms soluto que el

que se puede disolver en una cantidad dada de solvente, y por lgica atemperatura ambiente. Si ha esta solucin se le eleva la temperaturalograremos que la energa cintica de las molculas aumente y sus choquesentre ellas sea mayor y se logre que la solubilidad aumente.

MATERIAL SUSTANCIAS1 Vaso de precipitado de 100mL. Agua destilada1 Vaso de precipitado de 50 mL. Sal comn1 soporte universal1 Tela de asbesto1 Mechero de Bunsen1 Anillos de fierro1 Nuez doble1 Termmetro1 Cuchara

PROCEDIMIENTO1. En una probeta graduada mide 100 mL. de agua y colcalos en un vaso

de precipitado y mide su temperatura.2. Llena otro vaso de precipitado de 50mL. de sal y psalo. (recuerda que la

balanza este bien tarada.) anota el peso del vaso y la sal:3. Con una cucharita ve tomando sal del vaso y agrgala poco a poco al

vaso de precipitado con agua, y agita. Sigue agregando sin dejar deagitar la sal, hasta que llegue un momento en el que observes que elagua ya no disuelve ms sal. (Cuida de que no se tire nada de sal).

4. Calcula la cantidad de sal que agregaste al vaso con agua por diferenciade peso. Dicho peso corresponder a la solubilidad de la sal al punto desaturacin.

5. A continuacin calienta el vaso que contiene la solucin hasta quehierva. Sigue agregando sal ( a la solucin hervida) y agita hasta que elagua hervida ya no acepte ms sal. En este punto se le conoce comosobresaturacin de la solucin.

6. Anota la temperatura.

CLCULOS

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Peso de la sal agregada al agua a temperatura ambiente------------------ =_______ g = AVolumen de agua destilada----------------------------------------------------= _______ g= BRazn de soluto solvente----------------------------------------------------- = _______ g= A/B

OBSERVACIONES__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIOCul es la solubilidad de la sal en aguatericamente?______________________________Qu comprobaste en esteexperimento?_________________________________________

Cul es el efecto de la temperatura sobre una solucin sobresaturada?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Es lo mismo el trmino solucin saturada aconcentracin de una solucin?

El punto de ebullicin o el punto de congelacin de un solvente puro se verafectado por la presencia de un soluto? Explica este fenmeno.

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PRCTICA # 5Mtodos de separacin fsica

OBJETIVO:Que el estudiante use los mtodos de separacin fsica aprovechando

una diferencia en una propiedad del componente a separar con respecto a losdems.

FUNDAMENTOCuando se tienen diferentes tipos de mezclas ya sean homogneas o

heterogneas sus componentes se pueden separar por diferentesprocedimientos fsicos.

Si tenemos mezclas heterogneas en las cuales los componentes sepueden ver a simple vista se usan mtodos de separacin como filtracin pormedio de un embudo de separacin, o si la mezcla son dos slidos que no sonmiscibles pudieran usar un imn.

Si la mezcla es de tipo homognea en la cual sus componentes seencuentran en una sola fase y no se ven a simple vista se pueden usar otrosmtodos de separacin fsica distintos.

MATERIAL SUSTANCIAS4 Vasos de precipitado de 200 ml. Nitrato de potasio1 Varilla de vidrio Agua potable1 Tela de alambre Arena1 Embudo de separacin Aceite de comer1 Mechero de Bunsen1 Anillo de fierro2 Filtros de papel1 Cuchara1 Agitador1 Probeta1 Soporte universal1 Termmetro1 Equipo de destilacin

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P R O C E D I M I E N T O # 1DECANTACIN

1. Forme una mezcla agregando un poco de arena en el vaso deprecipitado que contenga 100 mL de agua exactamente medidos en laprobeta.

2. Agite la mezcla y djela reposar unos minutos y observe lo que sucede.Anote.

3. Vace en otro vaso de precipitado el lquido reposado, procure que ellquido escurra a lo largo de una varilla para tener un apoyo ( igual comose muestra en el dibujo) cuidando que las partculas slidas se quedenen el fondo del vaso. Mida el volumen del agua obtenido en la probeta yantelo.

Volumen de agua inicial mL. = AVolumen de agua obtenida despus de laseparacin

mL = B

Diferencia = mL. = A -B

Porcentaje de error en la medicin % (A-B) / A X100

OBSERVACIONES__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIOEl error obtenido a qu se debi?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Qu medidas de precaucin se debe de tener para evitar que exista algnerror?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Qu tipo de separacin se us y como se define?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

P R O C E D I M I E N T O # 2EXTRACCIN

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1. Forma una mezcla heterognea agregando un poco de aceite de comerdentro de un embudo de separacin que contenga 100 mL. de aguacercirese antes de agregar dichos lquidos que la llave del embudo seencuentre cerrada.

2. Agite ligeramente y espere a que la mezcla se separe claramente.3. Abra la llave del embudo de separacin y recupere uno de los lquidos en

un vaso de precipitado de 200 mL. con una probeta mida el lquidorecuperado.

DIBUJO ESQUEMTICO

CLCULOSVolumen de agua inicial =

mL.= A

Volumen Obtenido =mL

= B

Diferencia =mL.

= A-B

Porcentaje de error en la medicin%

=(A-B)/A*100

OBSERVACIONES__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIOQu tipo de mezcla se form?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Cul es el lquido que qued arriba y cual qued abajo y porqu?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________A qu se debi el error obtenido? Cmo se puede evitar dicho error?

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__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

P R O C E D I M I E N T O # 3FILTRACIN

1. Forme una mezcla heterognea, agregando un poco de tierra o arena enun vaso de precipitado que contenga 100 mL. de agua.

2. Coloca en un vaso de precipitado de 200 mL. un embudo y en el embudocoloca un papel filtro plegado en cuatro partes.

3. Vierta sobre el papel filtro del embudo, el agua que se hizo con la mezclaagua y arena.

4. Fltrala varias veces cambiando el papel filtro; procura que el papel NOSE ROMPA, evitando introducir un agitador que lo pueda romper.

DIBUJO ESQUEMTICO

CLCULOSVolumen de agua inicial= mL.

= A

Volumen de agua obtenida despus de afiltracin = mL.

= B

Diferencia= mL.

= A-B

Porcentaje de error en la medicin=

% = ( A-B)/A * 100

OBSERVACIONES__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIOQu tipo de separacin se efectu? Defnela.

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__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Qu tipo de mezcla se form?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________A qu se debi el error?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Cmo se pudiera evitar dicho error?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

P R O C E D I M I E N T O # 4CRISTALIZACIN

1. En un tubo de ensaye poner 5 g de nitrato de potasio y poner 10 mL. deagua destilada.

2. Calintalo en bao Mara y agtese hasta lograr disolucin completa.3. Enfre el tubo sin interrumpir la agitacin y toma la temperatura a la cual

aparecen los primeros cristales.4. Agrega 3 mL. de agua destilada e introdcelo de nuevo en el bao Mara

y agite hasta su disolucin saque otra vez el tubo y agtelo y entoncestome la temperatura nuevamente.

DIBUJO ESQUEMTICO

OBSERVACIONES___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIOA qu temperatura se disolvi completamente la sal?_________________________________________________________________________

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Qu sucedi cuando se enfri la mezcla elaborada?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

A qu temperatura aparecieron los primeros cristales?_________________________________________________________________________A qu se debe esta precipitacin de cristales?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

P R O C E D I M I E N T O # 5DESTILACIN.

1. Armar un matraz bola a un refrigerante por medio de conexiones.2. Mide en una probeta 100 mL. una solucin de sulfato de cobre, y

virtelos en un matraz bola.3. Las mangueras que tiene el refrigerante se conectan a la tubera de agua

y se deja circular antes de iniciar el calentamiento.4. Enciende el mechero para calentar la solucin.5. Mide la temperatura de la solucin antes de calentar y mide la

temperatura cuando comience la condensacin y caiga la primera gotadel destilado la cual se recoge en un vaso de precipitado.

6. Apaga el sistema, cuando ya no se obtenga mas destilado.

DIBUJO ESQUEMATICO:

Un Aparato de destilacin simple es un aparato empleado en laboratorios dequmica, para producir una destilacin simple:

En el esquema ubicado abajo puede observarse un aparato de destilacinsimple bsico:

43

Mechero, proporciona calor a la mezcla a destilar.Baln de destilacin o matraz de fondo redondo, que deber contenerpequeos trozos de material poroso (cermica, o material similar) para evitarsobresaltos repentinos por sobrecalentamientos.Cabeza de destilacin: No es necesario si el baln de destilacin tiene unatubuladura lateral.Termmetro: El bulbo del termmetro siempre se ubica a la misma altura que lasalida a la entrada del refrigerador. Para saber si la temperatura es la real, elbulbo deber tener al menos una gota de lquido. Puede ser necesario un tapnde goma para sostener al termmetro y evitar que se escapen los gases (muyimportante cuando se trabaja con lquidos inflamables).Tubo refrigerante.Entrada de agua: El lquido siempre debe entrar por la parte inferior, para que eltubo permanezca lleno con agua.Salida de agua: Casi siempre puede conectarse la salida de uno a la entrada deotro, porque no se calienta mucho el lquido.Se recoge en un baln, vaso de precipitados, u otro recipiente.Fuente de vaco: No es necesario para una destilacin a presin atmosfrica.Adaptador de vaco: No es necesario para una destilacin a presinatmosfrica.

OBSERVACIONES:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CLCULOSVolumen de agua inicial = A

44

= mL.Volumen de agua obtenida despus de ladestilacin =

mL. = B

Diferencia=

mL. = A-B

Porcentaje de error en la medicin= %

= ( A-B)/A * 100

CUESTIONARIO:A qu temperatura se obtuvo el destilado?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Qu sustancia puede ser la que se destil?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________Cmo te das cuenta de la identidad de dicho destilado?_______________________________________________________

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UNIDAD IGua de Trabajo

INSTRUCCIONES: Este laboratorio se realizara con buena letra y conorden.I.- Contesta en el espacio con la palabra que forme una expresincorrecta.__________ciencia que estudia los cambios, caractersticas y transformacionesque sufre la

materia__________es todo lo que ocupa un lugar en el espacio__________mezcla que se encuentra en una sola fase y sus componentes no

se ven.__________mezcla que se encuentra en dos o ms fases y sus componentes si

se ven.__________son forma especficas de materia.__________es el que posee todos sus tomos iguales.__________es el nombre dos elementos unidos qumicamente.__________es el que se disuelve en el solvente.__________es el que disuelve al soluto.__________es la que tiene todos sus componentes ligados ntimamente entre

s.__________partcula con carga positiva que se encuentra en el ncleo.__________partcula que tiene carga negativa y est girando alrededor del

ncleo.__________partcula con carga cero y est en el ncleo.__________tomos cargados elctricamente.__________son compuestos que se caracterizan por llevar el in hidrgeno.__________compuestos que se caracterizan por llevar el in hidrxido OH.__________compuestos que se caracterizan por llevar el in xido.__________compuestos formados por un metal y un no-metal-__________solucin que posee ms soluto del que puede disolver.__________solucin que posee menos soluto del que puede disolver.

II.- Identifica los siguientes ejemplos como mezcla homognea, mezclaheterognea, elemento compuestoZinc ______________ Caldo de verduras

______________Bronce ______________ Acido yodhdrico

______________Leche ______________ Aire con polvo

______________Refrescos embotellados ______________ Agua

______________Caldo de verduras ______________ Yodo

______________

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Leche ______________ Gasolina______________

cido sulfrico ______________ Ensalada______________

Nieve de Chocochip ______________ Pintura______________

Aire Contaminado ______________ Aire puro______________

III.- Identifica los siguientes ejemplos como propiedades fsicas opropiedades qumicas.El compuesto qumico azuleno de color azul se derrite a 990C.__________________Los cristales incoloros de la sal son cbicos.

__________________El color del no metal bromo es rojo naranja

__________________El hierro se transforma en orn en presencia de aire y agua

__________________El papel aluminio que usamos en la cocina se derrite a 3870C

__________________El cloro es un gas de color amarillento

__________________La plata es un metal brillante__________________Los cidos son compuestos muy reactivos

__________________El cobre es un metal muy dctil

__________________El plstico se derrite con el calor

__________________El agua es incolora

__________________La sacarosa es blanca

__________________El Helio no es un elemento reactivo

__________________El aluminio reacciona con los cidos

__________________El agua ebulle a 100 C

__________________El hierro reacciona con el oxgeno

__________________El sodio reacciona violentamente

__________________La electricidad descompone el agua

__________________

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El magnesio arde en el aire__________________

El azufre es un slido amarillo__________________

El galio funde a 29.8 centgrados__________________

El Hierro se oxida a la interperie__________________

El sulfato de cobre se disuelve en agua__________________

Produce flama al reaccionar con el aire__________________

Su reaccin es exotrmica__________________

Se vuelve verde cuando se expone al cloro.__________________

IV.- Identifica los siguientes ejemplos como cambio fsico o cambioqumico.Estiramiento de una liga

_________________Cortar en pedazos una vela

_________________La fusin de una vela

_________________La evaporacin del agua

_________________El enmohecimiento de un clavo

_________________Quema de fuegos artificiales

_________________La oxidacin del sodio

_________________La combustin de un papel

_________________El agua hierve

_________________El cerillo se quema

_________________El helado se derrite

_________________Un cubo de hielo se derrite en un vaso de limonada __________-_______Consumo de una vela

_________________Acremar la mantequilla para hacer un pastel

_________________

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Descomposicin trmica de la piedra caliza _______-__________Formacin de un cop de nieve

_________________Coccin de un huevo

_________________Decoloracin de cabello

_________________Formacin de nubes

_________________Combustin del carbn

_________________Perforar la tierra

_________________Inflar un globo

_________________Digestin de alimentos

_________________Decoloracin de una tela

_________________Fusin del hielo

_________________Explosin de gasolina

_________________Formacin de las nubes

_________________Cicatrizacin de una herida

_________________Disolucin de sal en agua.

_________________Putrefaccin de un cadver.

_________________Sublimacin de yodo

_________________

V.- Escribe F falso o V verdadero junto a cada uno de los siguientesenunciados. En el caso de los enunciados falsos, corrgelos y escrbeloscomo verdaderos.___________En una solucin el que se disuelve es el disolvente.___________El agua por disolver a la mayora de las sustancias se considera

como un solvente universal.___________El refresco gaseoso (coca cola) es una solucin gas-lquido.___________El soluto es el componente ms abundante en una solucin.___________Una solucin es una mezcla de varias fases donde sus

componentes son el soluto y el solvente___________Una caracterstica de las soluciones es que se pueden separar

sus componentes por mtodos fsicos.

49

___________Al preparar una taza de caf el soluto es el agua y el cafinstantneo y el azcar son los disolventes.

___________El vino de mesa es un ejemplo de una solucin.___________La mezcla homognea es uniforme en todas sus partes y sus

componentes no se separan por sedimentacin.___________Rama de la qumica que estudia a todos los elementos de la tabla

peridica___________El estado de la materia en el cual sus partculas se tocan entre s

y se deslizan o fluyen una sobre otra.

VI.- Identifica el nombre de los siguientes compuestos relacionando lascolumnas siguientes.__________ Acido nitroso A) KBr__________ Bromuro de potasio B) Ga2O3__________ Fluoruro de sodio C) HNO2__________ cido bromhdrico D) HBrO__________ xido de galio E) HI__________ Hidrxido de magnesio F) Mg(OH)2__________ Nitrato de manganeso G) KI__________ xido de berilio H) Mn(NO3)2__________ cido Yodhdrico I) BeO__________ Bromuro de zinc J) NaF

K) ZnBr

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VII.- Contesta las siguientes preguntas.1. Explica que son los electrolitos y no electrolitos y como pueden

distinguirse uno de otro.

2. Indica si los siguientes procedimientos aumentan o disminuyen lavelocidad de disolucin del KCl en agua.

a) Agitar la mezcla____________________________

b) Emplear trozos grandes de KCl____________________________

c) Colocar la mezcla en agua con hielo____________________________

d) Calentar la mezcla____________________________

e) Triturar el KCL hasta obtener polvo fino,antes de mezclarlo con agua____________________________

3. Porqu es importante el estudio de la qumica? Menciona tres razonesy explcalas.

4. Escribe tres ramas de la qumica y tres disciplinas con las que se puederelacionar.

5. Menciona seis productos en los cuales la qumica tenga un papelimportante en ellos.

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

VIII.- Escribe cual es la diferencia entre:a) Solubilidad y velocidad de disolucin.

____________________________________

b) Solucin saturada y solucin no saturada.______________________________

______c) Solucin saturada y solucin

sobresaturada.____________________________________

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d) Miscible e inmiscible.______________________________

______e) Solucin diluda y solucin concentrada.

____________________________________

IX.- Identifica los siguientes ejemplos como cambio fsico o cambioqumico.Estiramiento de una liga _________ Cortar en pedazos una vela

_________La fusin de una vela _________ La evaporacin del agua

_________El enmohecimiento de un clavo _________ Quemade fuegos artificiales _________La oxidacin del sodio _________ La combustin de un papel

_________

X.- Que papel desempea la qumica en los siguientes productos.Frituras _________________ Pasta dental

_________________Cosmticos _________________ Pinturas Berel

_________________

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XI.- Completa la siguiente tabla en la cual vas a formar compuestos.S-2 OH- SO4-2 Cl-

Fe+2

Al+3

H+1

XII.- Con los siguientes iones forma un compuesto y escribe su nombre.H+1 S-2 _______________________________

________________________Al+3 O-2 _______________________________

________________________K+1 Cl-1 _______________________________

________________________S+3 O-2 _______________________________

________________________Ca+2 OH-1 _______________________________

________________________

XIII.- Escribe el nombre o la frmula para los siguientes compuestos:Nitrato de magnesio ____________ Perxido de calcio

____________Oxido niqueloso ____________ Sulfito de cobre

____________Oxido plmbico ____________ Nitruro cprico

____________Carbonato de bario ____________ cido sulfuroso

____________xido de aluminio ____________ Dixido de carbono

____________

PbO2 _____________ CrO3 _____________ LiSO4_____________

Ca(MnO4)2 _____________ Bi(PO3)5 _____________ NH4Cl_____________

H 2Cr 2O7 _____________ KClO4 _____________ HCl_____________

HMnO4 _____________ Cd3 N2 _____________ NaH_____________

SnSO4 _____________ Cu 3 (PO4)2 _____________ Ba3N2_____________

53

ZnCl2 _____________ Al(MnO4)3 _____________ NaNO3_____________

CdO _____________ BaBr2 _____________ TiPO4_____________

UNIDAD IICLCULOS QUMICOS

Contenido temtico2.1 Tipos de Clculos Qumicos. Estequiometra2.2 Clculos con medidas de concentracin.2.3 Clculos de la acidez de una solucin.2.4 La valoracin o titulacin.

Objetivo Particular

Al trmino de la Unidad IV el estudiante ser capaz de resolver problemascorrectamente que impliquen clculos estequiomtricos, medidas deconcentracin, acidez de una solucin y titulaciones.

Objetivos especficos

Al finalizar la Unidad IV el estudiante1. Establecer mtodos para medir cantidades de materia.2. Interpretar correctamente una frmula qumica, mediante la

composicin en peso.3. Realizar clculos con el peso frmula de un compuesto.4. Establecer el significado matemtico de una ecuacin qumica.5. Establecer diferentes tipos de ecuaciones qumicas.6. Balancear estequiomtricamente una ecuacin qumica.7. Conocer los mtodos de medicin de disoluciones.8. Calcular concentraciones con las siguientes medidas; composicin

porcentual, gravedad especfica.9. Calcular relaciones volumtricas de las soluciones; soluciones molares

y formales.10.Calcular pesos equivalentes y normalidad de una solucin.

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11.Calcular el PH de una solucin.12.Establecer la ecuacin de una valoracin.13.Llevar a cabo el clculo de una valoracin.

Introduccin

Para iniciar el estudio de los clculos qumicos es necesario reconocerque Cada elemento tiene su propio smbolo, y cada compuesto tiene su

propia frmula qumica. Cada elemento tiene una masa atmica nica. Un mol de cualquier cosa es igual a 6.02 x 1023 cosas (nmero de

Avogadro de cosas). Un mol de un elemento contiene 6.02 x 1023 tomos de ese elemento, y

un mol de un compuesto contiene 6.02 x 1023 frmulas unitarias de esecompuesto.

Un mol de tomos de un elemento tiene una masa igual a la masaatmica de ese elemento en gramos.

Un mol de frmulas unitarias de un compuesto tiene una masa igual alpeso molecular de ese compuesto en gramos.

Entre los clculos que realizaremos estn las cantidades de elementos ocompuestos que intervienen en reacciones qumicas ya que esto permite a losqumicos determinar las cantidades de reactivos necesarios y las cantidades deproductos que se forman. Tambin les permite producir sustancias qumicasindustriales y comerciales con poco o ningn desperdicio. Conoceremos que loscoeficientes en una ecuacin balanceada indican la relacin en la cual lasmolculas (y por lo tanto los moles) de las sustancias toman parte en unareaccin qumica.

Practicaremos el mtodo del mol para calcular las cantidades de reactivos yproductos, que puede utilizarse tambin para precisar la cantidad de productoque puede formarse con la cantidad disponible del reactivo limitante.

Despus de las reacciones pasaremos a las mezclas, para calcular lasdiversas proporciones de disolvente con soluto. Entre las proporciones, oconcentraciones, que pueden determinarse estn el porcentaje por masa,porcentaje por volumen o porcentaje por masa-volumen. As tambin

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buscaremos calcular la concentracin de una solucin por medio de medidascomo la molaridad, la normalidad, la molalidad y la formalidad.

Para terminar pasaremos al mundo de los cidos y las bases y su medida deconcentracin llamada PH, cuando estas sustancias son dbiles por medio desu equilibrio dinmico entre los protagonistas que son los iones hidronio (H3O)+y los iones hidroxilo (OH-). Aprenderemos que el agua se ioniza parcialmente,exactamente igual que un cido muy dbil o una base muy dbil y que existeuna escala PH para cada una de ellas.

Finalmente mostraremos un procedimiento analtico llamado titulacin quenos permite al determinar la concentracin de una sustancia presente ensolucin; conoceremos que las titulaciones cido-base implican una reaccin deneutralizacin.

2.1 Tipos de Clculos Qumicos. Estequiometra

Llamaremos clculo qumico al conjunto de operaciones matemticas querelacionan cantidades de materia entre los constituyentes y/o componentes delas sustancias cuando estas interactan bajo procesos fsicos, qumicos ofsico-qumicos.

Los clculos qumicos que estudiaremos en esta unidad los clasificamos enlos siguientes tipos:

1. Clculos que implican frmulas qumicas.2. Estequiometra o clculo de las cantidades en las reacciones.3. Clculos en las soluciones qumicas o concentraciones.

En los clculos que implican frmulas qumicas denotaremos el clculo de1. Moles a partir de la masa de un compuesto.2. Masa, en gramos a partir de moles de un compuesto.3. Composicin de porcentaje a partir de la frmula qumica.

En los clculos estequiomtricos haremos hincapi en1. La estequiometra simple.2. El problema del reactivo limitante.

En los clculos de concentraciones haremos hincapi en los clculos de1. Concentraciones de soluciones por porcentaje.2. La Molaridad.3. La Normalidad.4. La Molalidad.5. La Formalidad.

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6. De PH y POH7. Una titulacin.

2.1.1 Clculos que implican frmulas qumicas

Definicin de molcula-gramo o mol

En muchos tipos de problemas qumicos es necesario considerar lascantidades de sustancias en funcin del nmero de tomos, iones o molculaspresentes.

La unidad que emplean los qumicos para expresar ese nmero se llamamol, y se define as:

Mol es la cantidad de sustancia que tiene los mismos nmeros departculas elementales (tomos, molculas o iones) que hay en 12g de12C.

Antes se llamaba mol al concepto de molcula-gramo, o sea a unnmero de gramos igual a la masa molecular.

Los compuestos se representan por frmulas, que pueden ser:1. Frmula emprica2. Frmula molecular

La frmula emprica es la razn ms simple de nmero entero de los tomosque integran una frmula unitaria de un compuesto. Por ejemplo, la frmulaemprica del agua oxigenada es HO.

La frmula molecular es una frmula que muestra el nmero real de tomosde cada elemento que estn presentes en una molcula de ese compuesto. Porejemplo, la frmula molecular del agua oxigenada es H2O2.

Existen compuestos cuya frmula emprica es su frmula molecular como ladel agua, H2O.

A un nmero de gramos igual al peso atmico de un elemento se le llamatomo-gramo.

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As 159.546 g de CuSO4 es igual a 1 mol de molculas de CuSO4, oexpresado a la antigua, una molcula gramo de CuSO4, constituida por untomo-gramo de Cu = 63.546 g, cuatro tomo-gramo de O = 16 y tomo-gramode azufre = 32 g de dicha sustancia, dando un total de 159.546 g de sulfato decobre.

En el caso del azufre (S) 32 g contendrn el mismo nmero de tomos que12 g de 12C por lo que 32 g de S = 1 mol de tomos de azufre.

Una ecuacin puede tambin interpretarse en trminos de moles de tomoso molculas de sustancias reaccionantes y productos.

En el caso de la reaccin del hidrgeno y del oxigeno para formar agua, laecuacin:

2H2 + O2 2H2O

Puede leerse: 2 moles de molculas de hidrgeno reaccionado con un molde tomos de oxgeno para formar dos moles de molculas de agua.

2H2 O2 2H2O2moles de + 1 mol 2 moles de

molculasmolculas (4.0326 g) molculas (31.9988 g) (36.0304 g)

Moles a partir de la masa de un compuesto

Los moles contenidos en la masa de un compuesto es una operacin dedividir la masa del compuesto entre la masa molecular o peso frmula delmismo. El procedimiento especfico es el siguiente

1. Escriba correctamente la frmula del compuesto.2. Determine la masa molecular o peso frmula del compuesto, sumando las

contribuciones de las masas atmicas de los elementos que lo constituyenayudndose de una tabla.

3. Divida la masa que se da del compuesto entre la masa molecular o pesofrmula del mismo.

Por ejemplo los moles contenidos en 200 g de cido sulfrico se calcula as

1. La frmula correcta es H2SO4

58

2. La masa de la frmula es:

Elemento

Nmero de

tomosen la

frmula

Masaatmica de

la tablaperidica

Contribucin a la

masa delcompuesto

H 2 1 2S 1 32 32O 4 16 64

Masa opeso

molecular

98

3. Divida la masa del compuesto entre su masa molecular o peso frmulapara obtener el nmero de moles

moles

molgg

moelcularmasamasan 04.2

98

200

Masa, en gramos a partir de moles de un compuesto

Para calcular la masa de un compuesto a partir de los moles que se tienendel mismo, se realiza una operacin que consiste en multiplicar los moles por lamasa molecular.

As se tenemos 5 moles de cido sulfrico y sabemos que su masa

molecular es 98mol

g , multiplicamos ambos nmeros y nos da la masa del cido

sulfrico presentes en los 5 moles de dicha sustancia.La operacin se representa as

gmol

gmolesmolecularmasamolesmasa 490985

Composicin de porcentaje por masa

Para realizar este clculo requiere de conocer como datos lo siguiente:1. La frmula emprica o molecular del compuesto.2. La masa atmica de sus elementos constitutivos.

El Procedimiento es como sigueColoque en la siguiente tabla los constituyentes del compuesto, su masa

atmica, su contribucin a la masa, sume las contribuciones, y divida cadacontribucin entre la masa del compuesto, multiplique por 100 cada contribuciny listo.

Veamos el siguiente caso para el cido sulfrico H2SO4. Calcule losporcentajes de contribucin de cada constituyente del cido sulfrico.

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Elemento

Nmero de

tomosen la

frmula

Masaatmica de

la tablaperidica

Contribucin a la

masa delcompuesto

Porcentaje del

elemento enel

compuestoH 2 1 2 2.04S 1 32 32 32.65O 4 16 64 65.31

total 98 100.00

Obsrvese por ejemplo que 2.04 se obtuvo de dividir la contribucin delhidrgeno entre el total as: (298)x100 2.04, lo mismo se hizo con los demselementos.

En resumen el cido sulfrico est compuesto de 2.04% de H, 32.65% de Sy 65.31% de O.

2.1.2 Estequiometra

La estequiometra se ocupa de los clculos