Agentes Quimicos en La Prevencion

5/17/2018 Agentes Quimicos en La Prevencion - slidepdf.com

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DUOC UC SEDE MAIPU

AGENTES QUIMICOS EN LA

PREVENCIONRenato González BarbagelataPrimer Semestre 2012



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Estructura del curso• 5 horas semanales de clases x 17

semanas• 4 pruebas, 4 controles de lectura y 4

laboratorios

• 4 pruebas parciales 25% cada

una• 4 controles de lectura 25% cada uno

• 4 laboratorios 25% cada uno



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Semanas de pruebasPRUEBA CONTENIDOS SEMANA

• N°1 Fundamentos 5

• N°2 agrega Cálculos

químicos 9

• N°3 agrega Ácidos y Bases

12



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ra a os grupa es(cálculos numéricos y

laboratorios)En las pruebas, talleres y los laboratorios serealizaran actividades (búsquedas,

problemas, experimentos ) que podrán ser

realizadas en forma grupal y seránevaluadas tanto en forma individual comoen forma grupal.

Los grupos de trabajo serán configuradosluego de entregarse las notas de la pruebaN°1 ,

Salvo inconvenientes de fuerza mayor estos



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Química y Prevención deRiesgos

Existen alrededor nuestro materialesque son: Tóxicos (agudos y crónicos)

Inflamables,

Explosivos,Radioactivos (de alta y baja

energía)

Ustedes estudian Prevención deRiesgos o sea protección de laspersonas, los seres vivos, los bienes

materiales y el entorno, por esta razón



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Donde hay sustanciaspeligrosas?

•

Servicentros• Ferreterias

• Viviendas

• Faenas agrícolas• Lavanderias y lavasecos

•

Piscinas• Hospitales

• Puertos, aeropuertos, carreteras,


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peligrososLos humanos tendemos a evitar el

peligro.Al decidirbasados en:

Información

Enfrenta,Resuelve

Menor daño

Al decidirbasados en:

Temor-Histeria

Huye,Arriesga



Para reducir los riesgos

•

El conocimiento de algunasinformaciones y principiosquímicos nos van a permitir tomarmejores decisiones respecto denuestra interacción con diversassustancias.

• Hacer correcta manipulación detóxicos

• Tomar precauciones frente ainflamables



Materia• Materia: todo aquello que ocupa un

lugar en el espacio y posee masa(cantidad de materia)

• Las formas de materia las llamamos

sustancias(Vidrio, cemento, papel, carne, huesos,

agua, aire)

• Las sustancias pueden ser puras omezclas

• Las sustancias puras se subdividenen:



Teoría AtómicaLos átomos son la unidad estructural de lamateria

Existen solamente 118 elementos químicosque son

átomos físicamente y químicamentediferentes

Los átomos son pequeños (10-8cm) y

livianos (10-24gr)

Existen partículas subatómicas queforman el átomo



Atomos y iones

• Átomo neutro: Es el átomo quetiene igual cantidad de protones quede electrones

(ya que no tiene carga eléctricaneta, es neutro).

• Ión: especie que tiene carga neta

El átomo con menos electrones que

protones se llama catión (férrico, cálcico,



nombre , símbolo y númeroatómico ( Z )

El hidrógeno H es número atómicoZ=1

tiene un protón y un electrón

El helio He es número atómico Z=2

tiene dos protones y dos electrones

El litio Li es número atómico Z=3tiene tres protones y tres electrones

El berilio Be es número atómico Z=4

tiene cuatro protones y cuatro



Algunos iones

•

Un protón, sin electrones H+

• Tres protones, dos electrones Li+

• Nueve protones, diez electrones F-

• Doce protones, diez electrones

Mg+2



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Además hay neutrones•

No determinan que elemento es(eso depende solo de los protones)

• No afectan la carga

(los neutrones son neutros…)

• Si afectan la masa del átomo

(cada neutrón aporta una unidad de masa)

• Determinan que existan los isótopos(Un mismo elemento con distintas masas)



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Número Másico (A)

Los átomos tienen su masaconcentrada en el núcleo atómico quecontiene:

protones y neutrones

La cantidad de protones es el Z delelemento

La suma de protones y neutrones es el

A del elemento, su número másico.



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Número Másico (A) e Isótopos

El núcleo del hidrógeno H ( elementocon Z=1 )

cuando contiene 1 protón y 0 neutronestiene A=1

cuando contiene 1 protón y 1 neutróntiene A=2

cuando contiene 1 protón y 2 neutronestiene A=3



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Isotopos del carbono

El núcleo del carbono C ( elementocon Z=6 )

cuando contiene 6 protón y 6

neutrón tiene A=12cuando contiene 6 protón y 7

neutrón tiene A=13

cuando contiene 6 protón y 8neutrón tiene A=14

Nuevamente existen tres formas

diferentes



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Isótopos del uranioEl núcleo del uranio U ( elemento conZ=92 )

si contiene 92 protón y 142 neutróntiene A=234



Nuevamente existen tres formas

diferentes



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Elemento protones Z neutronesA

Neón … … ….. 20

Nitrógeno … … ….. 14

----------- … 9 ….. 19

Cobre … 29 ….. 64

………… 20 … 20 ….

………… … 19 20 ….………… 17 … ….. 36

Oro 79 … ….. 197



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Peso Atómico• Para la mezcla natural de isótopos

de cada elemento se puede calcularun peso promedio que se llamaPeso Atómico

Hidrógeno 1,008 Helio 4,003

Nitrógeno 14,07 Calcio 40,08

Cloro 35,45 Cobre 63,54

Este es el dato disponible en las

tablas



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Estructura atómica

• Los átomos tienen un núcleo quees:

denso, pequeño y positivo

• Alrededor del núcleo hay unaenvoltura:

cargada negativamente que

está formada por electrones en



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Electrones•

Los electrones están ordenadossegún su energía en capas quecontienen orbitales.

•

Los orbitales son zonas del espacioen que se pueden encontrar loselectrones.

• Existen orbitales

s p d f



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Configuración electrónica

•

Cada tipo de orbital tiene unacapacidad máxima de contenerelectrones:

– Los orbitales s aceptan hasta 2electrones

–

Los orbitales p aceptan hasta 6electrones

– Los orbitales d aceptan hasta 10

electrones



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Capas y orbitales•

Los electrones que llenan las capasde cada elemento tienen usan losdistintos orbitales disponibles

•

Primera capa (1) s• Segunda capa (2) s y p

• Tercera capa (3) s, p y d

• Cuarta capa (4) s, p, d, f

como se verá en las configuracionessiguientes



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Llenado de orbitales (1 al 10)

Hidrógeno H 1s1

Helio He 1s2

Litio Li 1s22s1Berilio Be 1s22s2

Boro B 1s22s22p1Carbono C 1s22s22p2

Nitrógeno N 1s22s22p3



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Sodio Na 1s22s22p63s1Magnesio Mg 1s22s22p63s2

AluminioAl 1s22s22p63s23p1Silicio Si 1s22s22p63s23p2

Fósforo P 1s22s22p63s23p3

Azufre S 1s22s22p63s23p4

Cloro Cl 1s22s22p63s23p5



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Llenado de orbitales (19 al 27)Potasio K 1s22s22p63s23p64s1

Calcio Ca 1s22s22p63s23p64s2Escandio Sc1s22s22p63s23p64s23d1

Titanio Ti1s22s22p63s23p64s23d2

Vanadio V1s22s22p63s23p64s23d3

Cromo Cr

1s22s22p63s23p64s23d4



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Níquel Ni1s22s22p63s23p64s23d8

Cobre Cu1s22s22p63s23p64s13d10

Zinc Zn1s22s22p63s23p64s23d10

Galio Ga1s22s22p63s23p64s23d104p1

Germanio Ge

1s22s22p63s23p63s23d104p2



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Escritura abreviada (ejemplos)

Ne 1s22s22p6• Completa: Na 1s22s22p63s1•

Abreviada: Na (Ne) 3s1Ar 1s22s22p63s23p6

• Completa: K 1s22s22p63s23p64s1

• Abreviada K (Ar) 4s1

Se escribe el noble anterior mas

“algo”



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Paridad electrónica• Los electrones contenidos en los

orbitales se ubican en pares pero enel llenado ingresan uno a uno,llenando el máximo de espacio

(quedan desapareados y luego seemparejan)

1 orbital s acepta 2 electrones

3 orbitales p aceptan 2 electrones c/u= 6

5 orbitales d aceptan 2 electrones c/u

= 10



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Periodicidad• Hay muchos elementos diferentes,

no es posible conocerlos uno a uno(son 118), el único modo deestudiarlos es agrupando por

semejanza de propiedades

• Hace 150 años se discutía la

repetición de propiedades pero nolograban entenderla hasta 1869 enque Mendeleev (ruso, 35 años)

propone una ordenación que resultó



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Tabla periódica (en la mano)Los elementos se ordenan de acuerdoa su número atómico.• La primera fila tiene dos elementos

•

La segunda y tercera tienen ochoelementos

• La cuarta y siguientes tienen

dieciocho elementos• Abajo hay dos filas de catorce

elementos

En esta ordenación: filas se llaman



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Grupos de elementosrepresentativos

Son 8 grupos que corresponden a losgrupos originales de Mendeleev(representativos)

Cada uno con un número romano y unnombre:

I alcalinos V del nitrógeno

II alcalino térreos VI anfígenosIII térreos VII halógenos

IV del carbono VIII gases nobles

G d l t d



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Grupos de elementos detransición

Estos 10 grupos (de transición o b)se nombran por un número romanoy una letra b

Están llenando los orbitales dEntre ellos están los metales masconocidos como son:

Cobre, níquel, plata, oro, vanadio,molibdeno, etc

En la arte ba a de la tabla se

Elementos metálicos en la



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Elementos metálicos en latabla

Los elementos que poseen estas

características:Poseen brillo

Son densos

Conducen calor

Conducen electricidad

Son dúctiles y maleablesFunden a alta temperatura

Forman especies catión (+)

Elementos no metálicos en la



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Elementos no metálicos en latabla

Los elementos que poseen estas

características:Carecen de brillo

Son menos densos

No conducen calor ni electricidad

Funden y hierven a bajas temperaturas

Forman especies anion ( - )

APARECEN EN COLOR ROJO EN LA



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Algunos otroscomportamientos

• Existen metaloides: boro, silicio,germanio, arsénico, antimonio, teluro, polonio.

• Existen gases nobles: helio, neón,argón, kriptón, xenón, radón.

Aparecen con otros colores según lacodificación del impresor de la tablaque se use.

Propiedades Periódicas



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Propiedades Periódicas(Las que nosotros estudiamos)

• Las propiedades se separan en:físicas y químicas

Físicas :tamaño atómico, peso, densidad.

Químicas:

valencia, carácter metálico ,electronegatividad

Físicas: tamaño masa y



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Físicas: tamaño, masa ydensidad

•

El tamaño crece al descender en ungrupo y disminuye al avanzar en unperiodo.

El volumen de un átomo, (espacio queocupa)depende del número de capas delelemento y también de la atracción nuclear.

• La masa crece con el númeroatómico (##) o sea hacia la derechay hacia abajo.

• La densidad crece al descenderero en cada eriodo aumenta hacia

V l i (Nú d



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Valencia (Número deoxidación)

•

Para los elementos metálicos essiempre positiva y a lo más igual alnúmero del grupo.

•

Para los no metales puede serpositiva o negativa.

• Como máximo es igual al número

del grupo y como mínimo es el grupomenos 8.

• Los gases nobles no presentan

valencia: están completos , no ganan



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Valencia según el grupo• Es la capacidad de unirse a otros

átomos o la cantidad de electronesque usa para unirse.

• Cada elemento tiene un número de

electrones en la ultima capa.Cuando son ocho el elemento estacompleto y no presentará valencia.

Si son 7 , 6 y 5 el elemento tiende aganar 1 , 2 y 3 electrones paracompletarse.



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Carácter metálico Tendencia de un átomo a perder

electrones.

( o sea formar cationes (+))

•

El carácter metálico disminuye a laderecha en la tabla y crece aldescender en un grupo.

• El menos metálico es el flúor (arribaderecha)

habitualmente se dice que es el más no



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Electronegatividad

Capacidad de un elemento para atraera los electrones de un enlace.

La electronegatividad crece a la

derecha en la tabla y se reduce aldescender en un grupo.

Su valor se mide en una escala de 0,7

hasta 4,0

Es máxima para el flúor ( tiene valor 4)

Algunos valores de



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Algunos valores deelectronegatividad

Hidrógeno H 2,1Helio He -

Litio Li 1,0

Berilio Be 1,5

Boro B 2,0

Carbono C 2,5Nitrógeno N 3,0

Oxígeno O 3,5



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Enlaces químicos

Cuando juntamos dos átomos lasopciones son:

•

No se unen (se dice: no hay reacción)

• Se unen y comparten 2 o mas

electrones

•

Uno gana y el otro pierde electrones



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Inertes: Gases nobles

•

Tienen su capa exterior completa (8electrones)

• No se combinan

•

No hay enlaces• Son inertes

Ejemplos: He Ne Ar

Nota: En la tabla periódica aparece

Xenón con valencias , es la excepción.



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No metalesAl encontrarse con otro átomo idéntico

van a compartir electrones. forman unamolécula diatómica

Ejemplos: H2 Cl2 O2 N2

Son moléculas apolares (tiene su cargabalanceada)

Al encontrarse con un elementodistinto se unen según sus valenciascompartiendo electrones y formando-

en lo posible- octetos de electrones.



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metal con no-metal

Al reaccionar un metal y un no metal• El metal cede electrones y queda

positivo

• El no metal capta electrones , quedanegativo

• Los dos iones por tener cargas

opuestas se atraen.Entre el catión y el anión hay unenlace iónico



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Dos metalesSi dos átomos metálicos se

encuentran:• No reaccionan químicamente

•

Permanecen unidos se forma unaestructura ordenada en la cual hayelectrones móviles y se formará unmetal (átomos iguales) o una

aleación (átomos distintos)Se llama enlace metálico



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Existen otros enlaces

•

Si una molécula tiene pares deelectrones libres y se aproxima unaespecie deficiente en electrones sepuede producir un enlace dativo

Ejemplos:

Amoniaco y protón para formar el ionamonio

Agua y protón para formar H3O+ (hidronio)

También hay:

Puente de hidrógeno y



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Nomenclatura Inorgánica

Los elementos unidos por enlaces

forman diversos compuestos.Oxidos básicos Oxidos ácidos

Acidos binarios Oxácidos:Hidróxidos:

Hidruros metálicos Hidruros

covalentesSales binarias Oxisales

Compuestos moleculares binarios



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Compuestos con oxígenoOxidos básicos: metal unido a oxígeno

Na2O CaO Al2O3 grupos I , II y III

También con elementos de transición:

FeO Fe2O3 PbO , PbO2 CuO ,Cu2O

Oxidos ácidos: no metal unido aoxígeno

En general con múltiples valencias



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Peróxidos

Se forman entre hidrógeno y oxígeno:• H2O2 agua oxigenada

También con elementos de los grupos I

y II• Na2O2 peróxido de sodio

•

CaO2 peróxido de calcioson inestables al calor y pueden serexplosívos



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Hidróxidos y oxácidos

Hidróxidos: oxido básico mas aguaSu fórmula general es: M (OH)x

NaOH Ca(OH)2 Al(OH)3

Oxácidos: oxido ácido mas agua• Su fórmula general es HnXOm

Son los ácidos habituales del laboratorioquímico:

• Acido nítrico HNO 3, acido sulfúricoH2SO4,

•



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Compuestos con hidrógeno

Acidos binarios: hidrógeno mas nometal

grupos VI y VII HCl H2S

Hidruros metálicos: metal mashidrógeno

grupos I ,II y III LiH CaH2 BH3Hidruros covalentes: no metal mashidrógeno

gru pos IV y V CH4 SiH4 NH3



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SalesSales binarias

Formadas por dos elementos

cloruro de sodio, sulfuro de cobre II ,cloruro férrico

Oxisales

Formada por tres elementoscarbonato de sodio, sulfato de calcio,

fosfato de…….



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Compuestos Moleculares•

Compuestos moleculares binarios:a partir de no metales

(con baja diferencia de

electronegatividad)CCl4, SF6, CS2, PCl3



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Ejercicio: indique nombreCH4 O2H2O

ZnCl2 ZnOCO2

H2O2 COCu(OH)2



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Ejercicio: escriba fórmula

• Cloruro de sodio• Hidroxido de calcio

•

monoxido de carbono• Agua

• Amoniaco

• Acido clorhidrico• Dioxido de azufre

•

Metano

• Hidruro de litio• Nitrato de potasio

•

Carbonato de calcio• Oxido ferroso

• Oxido ferrico

• Hidroxido de aluminio• Cloro

•

Hipoclorito de sodio



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Observación - Clasificación - Medición

La descripción de cualquier sistemautiliza dos tipos de variables:

Cualitativas:

Su naturaleza ¿Qué es?Cuantitativas:Sus características medibles ¿

Cuanto mide? (intensivas y extensivas)

Medir significa comparar con algún6060



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Sistemas de unidades

• MKS: metro, kilogramo,segundo

• CGS: centímetro, gramo,segundo

• Inglés: pie, libra, segundo

6161



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Asirios-Griegos-Romanos

Astronomía, (Babilonia)1 hora = 60 min y1 min. = 60 seg. Sistema sexagesimal ,

Comercio, Grecia y Roma clásicas.Arquitectura,Caminos, Canalizaciones:

6262



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Revolucion industrial- (Napoleón)

Medir, Saber, Conocer; “dominar la naturaleza”,Industria

Europa siglo XVIII - XIX y XX

Primera iniciativa de uniformar sistemas:Napoleón , Oficina de Pesas y Medidas

de ParisPatrones del Kilo y el Metro.

6363

s ema n ernac ona



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s ema n ernac ona . .( 7 unidades

fundamentales)L metro,m kilogramo,

t segundo,I ampere

T kelvin

X candela,

n mol

6464



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Unidades derivadas•

Area• Volumen

• Densidad

• Presión• Trabajo

•

Concentración• Viscosidad…

6565

Prefijos en S I



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Prefijos en S IPicogramo

NanogramoMicrogramo

Miligramo

GramoKilogramo

Megagramo (Tonelada)

Gigagramo6666

Múltiplos y factores de conversión



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Múltiplos y factores de conversión

1018 exa 10-18 atto

1015 peta 10-15 femto

1012 tera 10-12 pico109 giga 10-9 nano

106 mega 10-6 micro

103 kilo 10-3 mili

6767

Dimensiones - Valores -



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Dimensiones Valores Unidades

son lo que podemos comunicar• Longitud• Masa

•

Tiempo• Corriente eléctrica

• Temperatura

• Intensidad luminosa• Cantidad de sustancia

• Área• Volumen

•

Velocidad• Aceleración

• Concentración

• Presión• Trabajo

6868



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Cada medida significa:•

Una dimensión medida que consisteen:

Valor : un número

Unidades: el sistema de unidadesusado

Incerteza : la confianza del valor

obtenidoPor ejemplo:

el peso de este objeto es

Estequiometría



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Estequiometría

Sabemos que los átomos y lassustancias químicas que ellos formanposeen un peso y volumen muypequeños, pero son muchos atomos .

debemos ser capaces de medir ycontar las cantidades de átomos ymoléculas.

Se crea una unidad de cantidadde materia que se llama MOL . (quese puede pesar)

Esta unidad e uivale a 6 02 x 10 23

Átomos y moles de átomos



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Átomos y moles de átomosMoléculas y moles de moléculas

Un átomo de C pesa 12Un mol de átomos de carbono pesa 12gramos

Un átomo de O pesa 16

Un mol de átomos de oxigeno pesa 16gramos

Un molécula de O2 pesa 2 x 16 =32

Un mol de moléculas de O2 pesa 32

gramos

Cálculos de peso molecular



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Cálculos de peso molecularDetermine el peso de cada una de

estas especies químicasCH4 O2H2O

ZnCl2 ZnO

CO2

H2O2 CO

Cu(OH)2

Cálculos de peso molecular



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Cálculos de peso molecularDetermine el peso de un mol cada

una de estas especies químicas(su resultado es gramos)

CCl4 N2

H2S

FeCl2 CaOPbO2

Cl2O7 MgO

Cantidad de partículas en un peso



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Cantidad de partículas en un pesode sustancia

•

Un mol equivale a 6.02 x 10 23partículas

12 gramos de C son 6.02 x 10 23átomos

1 gramo de C son ……………..

átomos44 gramos de CO2 son 6.02 x 10

23 moléculas

Cantidad de partículas en un peso



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de sustancia

Un mol equivale a 6.02 x 10 23partículas

un mol pesa su peso en

gramos63.54 gramos de Cu son 6.02 x 1023 átomos

8 gramos de Cu son ……………..átomos

Volumen molar



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Volumen molar

•

Un mol de cualquier gas medido a0°C y 1 at ocupa 22,4 litros.( volumen de Avogadro)

• Un mol equivale a 6.02 x 10 23partículas

Un mol pesa su peso en gramosUn mol de cualquier gas ocupa 22,4

litros. (CN)

Ejemplo de cálculos de



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j pvolumen

Que volumen ocupan en condicionesnormales 0,1 moles de H2S ?

Se liberan a la atmosfera 2,55 cc deH2S (sulfuro de hidrogeno o acidosulfidrico), que es un gas irritante, muytoxico y de olor intenso si ustedconsidera condiciones normales(CNPT),

a)Calcule cuantos moles son

Ecuaciones químicas



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Ecuaciones químicas

•

Los procesos químicos significan queuna o mas sustancias (REACTANTES)reaccionan para producir en una omas sustancias (PRODUCTOS)

• Las reacciones no crean ni destruyenmateria

•

Las ecuaciones que representan unareacción deben tener todos susreactantes y productos y ademásdebe estar equilibrada

Método de tanteo



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Método de tanteoSe comienza por el primer elemento(metal) del primer compuesto.

Se sigue con el elementoacompañante. (No metal)

Usualmente los arreglos se logranamplificando por 2 o por 3 los molesde cada sustancia .

Una vez balanceados los primeros (el

metal y el no metal) se completa con losdemás elementos.

Ejercicios de arreglo



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Ejercicios de arreglo

Al + H2SO4 ------------- Al2(SO4)3+ H2

N2 + H2 ------------- NH3

Na2O + H2O ------------ NaOHFe2O3 + CO ----------- Fe +

CO2CuO + H2 ------------- Cu + H2O

C2H3Cl + O2 ---------- CO2 +

Arreglo de ecuaciones



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g(examen de años anteriores)

La ecuación química equilibradade la reacción: S +KOH --------K2S + K2SO3+ H2O es:• • S + 4 KOH -------- K2S +

K2SO3 + 2 H2O• 3 S + 6 KOH -------- 2 K2S

+ K2SO3 + H2O•

2 S + 4 KOH -------- K2S +

Estequiometria de ecuaciones



5/7/12

qquímicas

ESCRIBA LASECUACIONES –ARREGLE CADA

UNA Y OBTENGAPESOS Y

Estequiometria de ecuacionesí i



5/7/12

químicas•

ESCRIBA LASECUACIONES –

ARREGLE CADA UNA Y OBTENGA PESOS Y

VOLUMENES (degases)

Cálculos con ecuaciones



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Cálculos con ecuacionesquímicas

H2O2 ---------- H20 + O2

Al descomponer 100 gramos de aguaoxigenada pura: Que volumen de oxigenogaseoso medido en C.N. se forma

Que peso de agua se forma

Que peso de H2O2 se debe descomponerpara obtener 20 cc de oxigeno puro (C.N.)

Cálculos con ecuaciones



El oxido nitroso N2O se obtiene en laindustria química calentando nitratode amonio, la ecuación es:

NH4NO3 --------- N2O + H2O

Balancee la ecuación

Calcule que peso de nitrato de amonio

se debe utilizar para producir 1100gramos de N2O

Calcule el volumen ocupado por el gas

Cálculos con ecuacionesquímicas

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Agentes Quimicos en La Prevencion