viernes, 25 de mayo de 2012

Lectura 24: Estado gaseoso

Es el estado de la materia que se distingue porque no tiene forma ni volumen fijo; se caracteriza por la casi nula cohesión (atracción entre sus moléculas) y la gran energía cinética de sus moléculas. Su principal composición son moléculas no unidas, que hacen que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene y que se pueda también comprimir. Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.

Las unidades para las principales variables de un gas son:

VariableUnidad
PresiónAtmósferas
VolumenLitros
Temperatura Grados Kelvin
CantidadMoles

Boyle – Mariotte

A temperatura constante, el volumen de un gas será inversamente proporcional a la presión. (La masa debe ser también constante). Es decir que cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la presión disminuye el volumen aumenta.

Ley de Charles

A presión constante, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura. Es decir que si el volumen aumenta, la temperatura también aumenta.

Ley de Gay-Lussac

A volumen constante, la presión del gas es directamente proporcional a la temperatura.

Ley de los gases ideales

Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:

Siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en grados Kelvin

El valor de R es: R = 0,082 atm•l•K-1•mol-1

De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros.

Se dice que un gas está bajo condiciones ideales cuando su temperatura es 0°C (273°K) y su presión es una atmósfera

Ley de Avogadro

Es aquella en el que las constantes son presión y temperatura, siendo el Volumen directamente proporcional al Número de moles (n) matemáticamente, la fórmula es:

Taller de lectura 24

  1. ¿Qué es el estado gaseoso?
  2. ¿por qué se caracteriza el estado gaseoso?
  3. ¿Qué se da a entender cuando se dice que un gas se expande o se comprime?
  4. ¿En qué consiste la ley de Boyle? Escriba la fórmula y la gráfica que relaciona las variables
  5. ¿En qué consiste la ley de Charles? Escriba la fórmula y la gráfica que relaciona las variables
  6. ¿En qué consiste la ley de Gay-Lussac? Escriba la fórmula y la gráfica que relaciona las variables
  7. ¿En qué consiste la ley de los gases ideales? Escriba la fórmula que relaciona las variables
  8. ¿Cuál es el valor de la constante universal de los gases ideales?
  9. ¿Qué volumen ocupa un mol de gas ideal?
  10. ¿Cuándo se dice que un gas está bajo condiciones ideales?
  11. ¿En qué consiste la ley de Avogadro? Escriba la fórmula que relaciona las variables.

jueves, 24 de mayo de 2012


Lectura 23: Soluciones 2

Las soluciones son mezclas homogéneas formadas principalmente, por dos componentes: el soluto y el solvente o disolvente. Aunque una solución puede ser sólida, liquida o gaseosa, estudiaremos las soluciones líquidas cuyo disolvente es el agua (soluciones acuosas)
Solvente: Es el componente más abundante en una solución. El agua es un excelente disolvente de sustancias polares y algunas no polares.
Soluto: sustancia que se encuentra en menor proporción en una solución. Puede ser sólida, líquida o gaseosa.
Sustancia polarFormada por enlaces iónicos que indican formación de iones o átomos con cargas eléctricas. La mayoría de las sales, ácido e hidróxidos inorgánicos, son sustancias polares
Sustancia no polarFormada por enlaces covalentes o moleculares. No hay interacción de cargas eléctricas. El yodo y el azufre, junto con la mayoría de los compuestos orgánicos, son sustancias no polares
Por lo general, un solvente polar disuelve sustancias polares y un solvente no polar, disuelve sustancias no polares
Conceptos:
Solubilidad: Cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad establecida de solvente, bajo condiciones específicas de presión y temperatura. La solubilidad aumenta con el aumento de temperatura en la mayoría de los casos.
Solución diluida o insaturada: Es aquella que contiene una cantidad de soluto muy bajo en comparación con la cantidad que el solvente puede disolver
Solución saturada: Aquella que tiene una cantidad de soluto aproximadamente igual a la cantidad que el soluto puede disolver
Solución sobresaturada: Aquella que tiene una cantidad de soluto mayor que la cantidad que el solvente puede disolver. Quedará parte del soluto sin disolver
Concentración: Es la relación cuantitativa entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución. Las unidades de concentración, pueden ser físicas o químicas.
Unidad de concentraciónDefiniciónFórmula
Físicas% en pesoMasa de soluto en relación con la masa de la solución por cien
% en volumenVolumen de soluto en relación al volumen de la solución por cien
Peso a volumenMasa de soluto en relación con el volumen de la solución
QuímicasMolaridad (M)Moles de soluto por litro de solución
Molalidad (m)Moles de soluto por kilogramo de solvente
Normalidad (N)Número de equivalentes gramo de soluto por litro de solución
Fracción molar (x)Moles de soluto por moles de la solución
Propiedades coligativas: hacen relación a las propiedades físicas de una solución que cambian al variar su concentración. Estas propiedades son:
  • Aumento del punto de ebullición: en soluciones cuyo soluto es no volátil, el punto de ebullición de la solución, aumenta con la concentración.
  • Descenso del punto de congelación: el punto de congelación de una solución, disminuye al aumentar la concentración
  • Descenso de la presión de vapor: la presión de vapor disminuye con el aumento de la concentración
  • Presión osmótica: Aumenta con la concentración de la solución
Nota: Estas propiedades son medibles con más exactitud en soluciones diluidas
Taller de lectura 23
  1. ¿Que es una solución?
  2. ¿En qué estados pueden presentarse las soluciones?
  3. ¿Cómo se llaman las soluciones cuyo solvente es el agua?
  4. ¿A qué hace referencia la palabra solvente o disolvente?
  5. ¿Qué tipo de sustancias puede disolver el agua?
  6. ¿Qué es soluto? ¿En qué estados puede presentarse?
  7. ¿Qué es una sustancia polar?
  8. ¿Qué es una sustancia no polar?
  9. ¿Qué tipo de sustancias se disuelven en solventes polares?
  10. ¿Qué tipo de sustancias se disuelven en solventes no polares?
  11. ¿Qué es solubilidad?
  12. ¿Cómo varía la solubilidad con la variación de la temperatura?
  13. Escriba las definiciones de solución insaturada, saturada y sobresaturada.
  14. ¿Qué es concentración?
  15. Copie la tabla que resume las unidades de concentración con sus definiciones y fórmulas
  16. ¿A qué hacen referencia las propiedades coligativas?
  17. Defina cada una de las propiedades coligativas
  18. ¿En qué tipo de soluciones funcionan mejor los cálculos de las propiedades coligativas?
Lectura 21: Oxisales

Copie todo el contenido de este taller en su cuaderno y realice el ejercicio

Las oxisales son sales que resultan de hacer reaccionar un oxácido con un metal o con una base. La fórmula general de las oxisales es:

Al suprimir los hidrógenos del oxácido queda un grupo de átomos llamado radical, el cual le da el nombre a la sal.

Ejemplo:

Del H2SO4 (ácido sulfúrico) queda el radical SO4 llamado sulfato. Todas las sales que tienen SO4, se llaman sulfatos.

Na2SO4 → sulfato de sodio

Mg SO4 → sulfato de magnesio

La siguiente tabla muestra más ejemplos.

Ácido radical Nombre del radical Ejemplo de una sal Nombre de la sal
H2SO4SO4sulfatoK2SO4sulfato de potasio
H2CO3CO3carbonatoCaCO3carbonato de calcio
H3PO4PO4fosfatoNa3PO4fosfato de sodio
HClOClOhipocloritoNaClOhipoclorito de sodio
HNO3NO3nitratoMg(NO3)2nitrato de magnesio

Ejercicio: de acuerdo con la explicación y la tabla anterior, escriba el nombre que reciben las siguientes fórmulas de oxisales:

CaSO4KClOMgCO3ZnSO4
Ca(NO3)2K2CO3Mg3(PO4)2AgNO3
Ca3(PO4)2K3PO4Al2(SO4)3KNO3
Lectura 20: Sales

Copie todo el contenido de este taller en su cuaderno y realice el ejercicio

Las sales son compuestos inorgánicos sólidos, formados por elementos metales y no-metales.

Las sales son abundantes en la naturaleza pero a nivel de laboratorio se obtienen mediante dos reacciones:

Reacción entre un ácido y un metal: Ácido + metal → sal + hidrógeno
Reacción entre un ácido y una base: Ácido + base → sal + agua

Sales binarias:

Están formadas por un metal y un no-metal. En este caso, el ácido que las forma es un ácido hidrácido. Para nombrarlas se procede así:

  • Se dice el nombre del no-metal terminado en uro. Por ejemplo: fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, sulfuro
  • Luego la preposición de y el nombre del metal.

Ejemplos:

NaCl → cloruro de sodio
KCl → cloruro de potasio

Ejercicio: Teniendo en cuenta la explicación, escriba el nombre de las siguientes sales:

NaClAlBr3MgSZnCl2
KClNa2SNaIMgI2
MgCl2KIKFNaF
CaCl2CaF2MgF2K2S
Lectura 22: Densidad
La densidad es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Esta propiedad permite identificar una sustancia, por cuanto es una propiedad específica.
La densidad de sólidos y líquidos se mide a 20℃ y la de los gases a 0℃ y una atmósfera de presión (condiciones estándar).
Como la densidad es propia de cada sustancia, la densidad de los elementos químicos se encuentra en la tabla periódica y la de los compuestos se halla en diversos libros de texto
Tabla 1. densidad en gr/cm3, de algunos elementos químicos
ElementodensidadElementodensidad
Na0.97C2.26
K0.86I4.94
Ca1.55Fe7.86
Mg1.74P1.82
Al2.70S2.07
Au19.3Ag10.5
O1.14Pb11.4

Tabla 2. densidad en gr/cm3, de algunos compuestos químicos
CompuestoDensidadCompuestoDensidad
alcohol etílico0.9873soda caústica (NaOH)1.52
agua1metano0.717
gasolina0.68glucosa1.54
aceite de motor0.84madera de roble0.73
ácido sulfúrico1.85benceno0.88

Ejercicios de densidad:


Ejemplo 1: Cálculo de la densidad:

La densidad se calcula aplicando la fórmula Donde d es la densidad, m es la masa y v es el volumen. (La densidad se halla dividiendo la masa entre el volumen)
Calcular la densidad de una varilla de hierro cuyo volumen es 5 centímetros cúbicos, si su masa es de 39.3 gramos.

Respuesta: La densidad de la varilla de hierro es de 7.86 gramos por centímetro cúbico.

Ejemplo 2: Cálculo del volumen:

El volumen se calcula aplicando la fórmula Donde d es la densidad, m es la masa y v es el volumen. (el volumen se halla dividiendo la masa entre la densidad)
Calcular el volumen de un objeto de plata, cuya masa es de 152 gr. Según la tabla 1 (o la tabla periódica), la densidad de la plata es 10.5gr/cm3.

Respuesta: el volumen del objeto es 14.47 centímetros cúbicos.

Ejemplo 3: Cálculo de la masa:

La masa se calcula aplicando la fórmula Donde d es la densidad, m es la masa y v es el volumen. (la masa se halla multiplicando el volumen por la densidad)
Calcular la masa de 500 cm3 de azufre. La densidad del azufre es 2.07gr/cm3. (ver tabla periódica)

Respuesta: la masa de 500 centímetros cúbicos de azufre es 1035 gramos.

Taller de lectura 22

  1. ¿Qué es densidad?
  2. ¿Por qué se dice que la densidad es una propiedad específica?
  3. ¿Bajo qué condiciones se mide la densidad de las diferentes sustancias?
  4. ¿Dónde puede encontrarse información acerca de la densidad de los elementos químicos y de los compuestos?
  5. Copie la tabla 1, con la densidad de los elementos anotados en ella.
  6. Copie la tabla 2, que muestra la densidad de algunos compuestos
  7. Copie los ejemplos 1, 2, y 3 con la respectiva solución.
  8. De acuerdo con el ejemplo 1, desarrolle los siguientes ejercicios:
    1. Calcule la densidad de un objeto cuyo volumen es de 3 cm3 y su masa es de 2.5 gr.
    2. Calcule la densidad de un anillo de oro de 25 gr de masa y 1.295 cm3 de volumen.
  9. De acuerdo con el ejemplo 2, desarrolle los siguientes ejercicios:
    1. Calcule el volumen de una lámina de magnesio, cuya masa es de 365 gr.
    2. Calcule el volumen de 250 gr de alcohol etílico.
  10. De acuerdo con el ejemplo 3, desarrolle los siguientes ejercicios:
    1. Calcule la masa de 750 cm3 de calcio.
    2. Calcule la masa de 2386 cm3 de glucosa.




Lectura 19: Ácidos binarios o hidrácidos

Copie todo el contenido de este taller en su cuaderno y realice los ejercicios

Los ácidos binarios están constituidos por hidrógeno y un no-metal, (que puede ser F, Cl, Br, I y S) el cual trabaja con el mínimo número de oxidación.

Para nombrar estos ácidos se procede así:

  • Se usa la palabra ácido
  • Luego la raíz latina del elemento
  • Por último la terminación hídrico

Ejemplos: ácido fluorhídrico, clorhídrico, bromhídrico, yodhídrico, sulfhídrico.

Ejercicio: Con base en la información anterior, escriba al frente de cada fórmula, el nombre del ácido

  • HCl   _____ ___________
  • HF    _____ ___________
  • HBr   _____ ___________
  • HI     _____ ___________
  • H2S   _____ ___________

Usos del ácido clorhídrico:

La mayoría del ácido clorhídrico producido se consume en la industria química pero tiene aplicaciones difundidas en limpieza, desinfección y tratamiento de aguas. Además se usa en la producción de vinilos y cauchos y en la refinación de metales.

Fuentes y características del ácido sulfhídrico

También puede originarse de la descomposición de materia orgánica y como producto de desechos humanos y animales.

Bajo condiciones normales, el ácido sulfhídrico es un gas incoloro inflamable. Se le conoce también como hedor de mina y gas de alcantarilla. Huele a huevos podridos. Se puede oler a bajos niveles.

martes, 1 de mayo de 2012

Lectura 18: Ácidos ternarios u oxácidos

Escriba todo el contenido de este taller en su cuaderno y realice los ejercicios.

Los oxácidos se obtienen al hacer reaccionar un óxido ácido (o no-metálico) con agua.

Óxido ácido + agua Ácido oxácido
SO3 + H2O H2SO4

Para conocer un ácido oxácido se debe observar que está compuesto por tres elementos: hidrógeno, no-metal y oxígeno.

Son ejemplos de ácidos oxácidos:

HNO2 Ácido nitrosoHNO3 Ácido nítricoH2CO2 Ácido carbonoso
H2CO3 Ácido carbónicoH3PO3 Ácido fosforosoH3PO4 Ácido fosfórico
H2SO3 Ácido sulfurosoH2SO4 Ácido sulfúricoHClO Ácido hipocloroso

Para nombrar los ácidos se dice la palabra ácido, luego el nombre del no-metal y entre paréntesis, el número de oxidación del no-metal en números romanos.

Nota: Para asignar números de oxidación, recuerde que el oxígeno tiene -2, el hidrógeno +1 y que la suma de los números de oxidación en la molécula debe ser cero.

Ejemplo: En el HNO2, el número de oxidación del nitrógeno es +3.

Se llama ácido de nitrógeno (III)

En el HNO3, el número de oxidación del nitrógeno es +5.

Se llama ácido de nitrógeno (V)

Ejercicio 1: Asigne los números de oxidación y escriba el nombre de los siguientes ácidos frente a la fórmula:

HNO2HNO3H2CO2
H2CO3H3PO3H3PO4
H2SO3H2SO4

Ejercicio 2: En la siguiente tabla escriba en la primera columna, el nombre de los ácidos con el número de oxidación del no-metal en números romanos, y en la segunda, el nombre de los ácidos con las terminaciones OSO e ICO.

Recuerde que la terminación OSO es para el compuesto con menor número de oxidación, la terminación ICO para el compuesto con mayor número de oxidación y que las raíces de los nombres para los no-metales son: carb, nitr, fosfor y sulfur.

HNO2Ácido de nitrógeno (III)Ácido nitroso
HNO3..
H2CO2..
H2CO3..
H3PO3..
H3PO4..
H2SO3..
H2SO4..

Hay algunos ácidos en los cuales el no-metal trabaja con cuatro números de oxidación (1, 3, 5, 7). Entre ellos están flúor (F), bromo (Br), cloro (Cl) y yodo (I). Para nombrarlos, se dice la palabra ácido, luego el nombre del no-metal y entre paréntesis, el número de oxidación del no-metal en números romanos.

Ejemplos:

HClOÁcido de cloro (I)
HClO2Ácido de cloro (III)
HClO3Ácido de cloro (V)
HClO4Ácido de cloro (VII)

Otra forma de nombrarlos es haciendo uso de prefijos (HIPO y PER) y de las terminaciones OSO e ICO.
Ejemplo:

Número de oxidación del no-metalFórmulaNombre
1HClOÁcido hipocloroso
2HClO2Ácido cloroso
3HClO3Ácido clórico
4HClO4Ácido perclórico

Ejercicio 3: Asigne los números de oxidación y escriba el nombre de los siguientes ácidos, utilizando los prefijos y terminaciones, según la información anterior. Recuerde las raíces Clor para el cloro, brom para el bromo, yod para el yodo y fluor para el flúor.

HBrOHBrO2HBrO3HBrO4
HIOHIO2HIO3HIO4
HFOHFO2HFO3HFO4