Actividad Aprendizaje Colaborativo Unidad 1

Estructura de la materia

Autores

JOS MANUEL ACOSTA RODRGUEZ CODIGO 16459089

DIEGO FERNANDO BRAVO

CODIGO 16455270

ALEX ALMEIRO CALDERN

CODIGO

WALTER JUNCA

CODIGO Grupo231Presentado a

Ing. David O. Pez

16 de marzo de 2015

Fase I: La Qumica en el Aula: Entre Ciencia y la Magia

a. Como la qumica est relacionada con la vida cotidiana.

La Qumica en la vida cotidiana cada da nos facilita el desarrollo de nuestras actividadesgracias a las aplicaciones, objetos, compuestos, etc. entre las cuales podemos destacar la qumica presente en los alimentos y bebidas, el solo hecho de alimentarnos desencadena una cantidad de reacciones qumicas en nuestro organismo que permiten el proceso de digestin.

En todas las actividades que realizamos en el da, no percibimos la gran cantidad de aparatos, artculos de uso personal, herramientas y objetos de nuestro alrededor que han sufrido procesos qumicos para su transformacin o contienen compuestos qumicos, cuando nos enfermamos los medicamentos no son ms que compuestos desarrollados qumicamente para combatir las diferentes patologas o enfermedades, las reacciones qumicas que suceden en la naturaleza como la descomposicin de la materia, se presenta la qumica tambin en la cultura y el ocio pues la tinta, el papel, los discos compactos, son el resultado de procesos que involucran diversos componentes qumicos y nuevos materiales como aleaciones y derivados del petroleo, el cual tambin es usado para la produccin de los combustibles, para el transporte diario, sin duda alguna sera casi imposible enumerar los elementos que en nuestra cotidianidad se relacionan con la qumica basta con decir que sin darnos cuenta hace parte de nuestra vida diaria, en fin la qumica es imprescindible para nuestro desarrollo como seres humanos en el avance de la civilizacin.

b. Nombrar mnimo 10 sustancias qumicas con las cuales entramos en contacto en el da y en que objetos podemos encontrarlas.

Sustancia QumicaDonde la encuentro

Yodoingrediente que se agrega a la sal de cocina

hipoclorito de sodiopresente en el lmpido que utilizamos para blanquear la ropa y desinfectar baos

cido ascrbicovitamina que se encuentra en el jugo de naranja que se

consume en la mayora de los desayunos.

Amoniacousado en la elaboracin de el shampoo de uso diario

Cloruro de polivinilouno de los componentes del maquillaje de uso femenino

Carbohidratospresentes como fitonutrientes en el maz, pepinos, esprragos y otros alimentos de consumo diario.

cido butanoicola que encontramos en uno de los ingredientes de nuestro desayuno, la mantequilla.

Acesulfamo-kotro de los edulcorantes utilizados para dar sabor a los refrescos con gas o gaseosas que se consumen a diario.

Mercuriopresente en la mayora de pilas y bateras que se utilizan en

aparatos electrnicos.

Grafenoencontrada en los dispositivos con pantallas tctiles, como

celulares, computadores, tablets, gps, etc.

c. Como despertara el docente el inters en usted sobre la qumica.

El modelo propuesto en este curso ya despierta inters en el aprendizaje de la qumica, sin embargo, seria eficaz asociando los procesos qumicos con los que ocurren en nuestra vida diaria, desarrollando un mtodo pedaggico que involucre las prcticas de laboratorio constantes, haciendo de la qumica un curso practico e interesante, cuando mas que la teora se practica y se vivencia el inters, aumenta ms aun teniendo en cuenta su importancia y el gran papel que ocupa en nuestro entorno, nos ayuda tambin a comprender fenmenos naturales.d. Por qu aprender qumica es difcil.

Tal vez el mtodo de aprendizaje basado en memorizar formulas complejas y extraos nombres y nomenclaturas sea confuso, tanto que se pierde el inters en la fabulosa ciencia tras la qumica, la idea general de la qumica para la mayora del estudiantado es la visin como una materia donde solo los cientficos podran dar una utilidad de ella, donde los smbolos, nomenclaturas, teoras y leyes son consideradas la pura abstraccin, pues como estudiantes muchas veces no se han creado las suficientes conexiones entre las propiedades de los elementos y sustancias presentes en el universo qumico y sus aplicaciones en la vida del hombre, lo que lleva a un desinters por parte del estudiante.e. Como interpretara las tres dimensiones para lograr el cambio conceptual en el aprendizaje de la qumica.

DIMENSIN UNOCuando se observa la copiosa cantidad de informacin educativa de los principios, leyes y

teoras de la qumica, llama la atencin el enfoque del aprendizaje que inicialmente esta basado

en el contenido de la qumica desde lo complejo, as que en primer lugar el cambio estar en la

forma como el estudiante se acerca a la qumica en una primera instancia, dejando a un lado lo

abstracto y acercndose mas a lo practico.

DIMENSIN DOSEn segundo lugar el aprendizaje de la qumica requiere una transformacin que

interrumpe el proceso tradicional de interpretacin en las personas, basados en la teora, y los

debe acercar al protagonismo y pro-actividad, creando sesiones de creatividad, relacionando de

una manera directa la teora con el proceso generador de cambios.

DIMENSIN TRESComo tercer punto sera la forma como los estudiantes debern comprender la qumica,

mas all de simples o complejos modelos matemticos y abstractos, en un vuelco hacia la

qumica , as pues el estudiante debe conocer e interpretar los trminos del tema a tratar de la

qumica que implica un conocimiento para comprender la materia como un sistema de partculas

y cambios de la materia en su estructura.

f. Nombre un reto que tenga la qumica en las nuevas generaciones en los siguientes campos:

CampoReto Qumico

MedicinaSera la creacin de nuevos frmacos y procesos qumicos con capacidades mas efectivas de absorcin y espectro de accin en los pacientes, minimizando los efectos secundarios y en algunos casos txicos que presentan sus predecesores, que conlleven a la curacin y erradicacin de enfermedades como: el cncer, el alzhimer, entre otras; al igual que generar nuevos componentes para implementar nuevos anticuerpos para disminuir o darle final a dichas enfermedades que el sistema inmunolgico no puede controlar.

ContaminacinCorresponde a la fabricacin de sustancias que puedan

incorporarse al medio ambiente, en plazos mas cortos y dejando la menor huella en el mismo, en la creacin de nuevos procesos de sostenibilidad, con implementacin de programas de mitigacin y disminucin de residuos que genera la humanidad y darle una mejor disposicin final al residuo.

Energa El diseo de fuentes renovables a partir de nuevos materiales que aprovechen de manera mas eficiente los procesos naturales como el calor y la radiacin, y por que no, disminuir su nocividad en los seres humanos, generando procesos de abastecimiento de los recursos naturales, as mismo podemos sacar provecho de ellos sin problema alguno de extinguir la fauna natural y en la creacin de nuevas tecnologas para la generacin de energa de una manera limpia sin afectar el medio ambiente.

g. Describir el proceso qumico que se da de una de las experiencias que revela es aspecto mgico y curioso de la qumica (pgina 9) sugeridas por el autor.

Se ha elegido el experimento de la tinta invisible a base de jugo de limn, el cual se frota con un palillo sobre un trozo de papel para formar figuras sobre este que sern imperceptibles a simple vista, una vez seco el papel, se procede a acercarlo a corta distancia de una llama, revelando las figuras antes realizadas. La explicacin del proceso es la combustin del cido ctrico cuya temperatura de combustin es mas baja que la del papel expuesto revelando as las zonas donde se aloja esta sustancia, antes de que arda la celulosa del papel. (IES, 2014)Fase II: Modelos Atmicos

Modelo atmicoDescripcin del modelo atmico

Modelo Atmico de Thomson

Investigado por: Walter JuncaAnte todo se puede decir que el tomo puede dividirse en las llamadas partculas fundamentales electrones, protones y neutrones Thompson considera al tomo como una esfera con carga elctrica positiva en la cual se distribuyen los electrones como pequeos granitos.

Insuficiencias del modeloSe concluye que el tomo no es macizo ni compacto como lo deca Thompson

Es prcticamente hueco y el ncleo es muy pequeo comparado con el tamao del tomo; segn lo demostr E. Rutherford en sus posteriores experiencias. El modelo de Thompson tambin era conocido como Modelo budn de pasas; se recuerda que se haba dicho en la anterior consulta que el tomo no tenia divisiones, que solo era una esfera con carga positiva en su interior

Modelo atmico de Rutherford.

Investigado por: Jos Manuel Acosta Rodrguez

Demostr en experimentos realizados en conjunto con sus colaboradores en 1911,

que los tomos presentaban espacios vacos en su estructura interna, dejando a un lado la teora de J.J. Thompson que declaraba al tomo como una esfera de material macizo.

Rutherford visionaba la organizacin y estructura del tomo en dos partes: ncleo, donde resida la carga positiva y la mayor parte de la masa y la corteza, donde se hallaba la carga negativa del mismo y estaba formada por un vaco de grandes dimensiones en comparacin con el nucleo. Conforme avanzaron sus experimentaciones, Rutherford establece en su modelo atmico

que: a) Existe en el tomo una parte central denominada ncleo cuya carga elctrica es positiva y constituye la mayor parte de la masa del tomo, b) Alrededor de la parte central del tomo o ncleo se encuentran las cargas negativas, los electrones, girando a grandes distancias en rbitas de forma circular, c) Puesto que el tomo es elctricamente neutro, la carga elctrica deben ser igual a las cargas elctricas lo que indica un numero igual de protones y electrones en un tomo del mismo elemento.

Modelo atmico de Bohr.

Investigado por: Diego Fernando Bravo

Bohr une la idea del tomo en modelo nuclear de su antecesor Rutherford con la nueva rama de la Ciencia la Fsica Cuntica y sus ideas: ya en 1913 formula una hiptesis sobre una estructura del atomo en la que establece tres postulados:

El electrn no gira en cualquier orbita, sino slo en un nmero cierto de rbitas estables. En el modelo propuesto por Rutherford se aceptan rbitas en un nmero infinito.

El electron no emite energia alguna cuando gira en dichas orbitas

Cuando un tomo que es estable es sometido a una interaccin, como el choque con otro tomo o el impacto con otro electron, uno de sus electrones podria pasar a una rbita estable o ser expulsado del tomo.

Modelo atmico de Schrdinger

Investigado por:

Alex Almeiro CaldernEn este modelo Schrdinger replantea la vieja teora de que los electrones son diminutas partculas con carga que se desplazan alrededor del ncleo por orbitas definidas, en su modelo l representa los electrones en una funcin de onda cuyo cuadrado representa la probabilidad de electrones en una regin llamada espacio.

Esta zona de probabilidad es conocida como orbital y da origen a la nube electrnica.

En el tomo en su estado natural la cantidad de electrones es igual a la de protones contenidos en el ncleo, lo que quiere decir que un tomo en este estado tiene una carga igual a cero. Un tomo puede ceder o ganar algunos electrones por medio de enlaces con otros tomos, sin modificar su identidad qumica, transformndose en un ion, una partcula con carga diferente a cero. El concepto de que los electrones se encuentran en orbitas satelitales alrededor del ncleo, similares al sistema solar, se ha remplazado por el de una nube de electrones difusos en el espacio

Fase III: Elementos de la Tabla peridicaEstudiante 1. Jose Manuel Acosta RodriguezElemento Qumico

SmboloNmero atmico (Z) Nmero Msico (A) Representacin:

Nmero de protones

Sodio / Na112311

Numero de electrones Distribucin electrnica Grupo al que pertenece en la tabla peridicaPeriodo al que pertenece en la tabla peridicaTamao atmico

1113190

Potencial de ionizacinAfinidad electrnica electronegatividadEstructura de Lewis para el elementoEstructura de Lewis para compuesto que contenga el elemento

5.1452.80.93

Tipos de enlace del elementose forma por la ionizacin del cation sodio un anion cloro, y la atraccin de los iones resultantes.

Qu cantidad de sustancia contienen 5 g de una muestra del elemento elegido?1 mol de Na = 23 gramos

0.217 moles de atomos de SodioDeterminar la masa de la molcula del tem anterior, de una cantidad de sustancia igual a 0,70 moles.

1 mol de Na = 23 gramos

1 mol de Cl= 35.5 gramos

1 mol de NaCl= 58.5 gramos

40.95 gramos de Cloruro de sodioEstudiante 2. Alex Almeiro CalderonElemento Qumico

SmboloNmero atmico (Z) Nmero Msico (A) Representacin:

Nmero de protones

Oxigeno / O 8 16

8

Numero de electrones Distribucin electrnica Grupo al que pertenece en la tabla peridicaPeriodo al que pertenece en la tabla peridicaTamao atmico

8

16260 (48)

Potencial de ionizacinAfinidad electrnica electronegatividadEstructura de Lewis para el elementoEstructura de Lewis para compuesto que contenga el element

13.70 -141 KJ mol-1

3.44

Tipos de enlace del elementoLa molcula queda formada por un enlace covalente doble, 4 electrones enlazados y 4 pares de electrones no enlazados

Qu cantidad de sustancia contienen 5 g de una muestra del elemento elegido?5 g de oxgeno (O) contienen: n(O) = m(O) / M(O) = 5 g / 16 g mol -1 = 0,3125 moles de tomos de O Determinar la masa de la molcula del tem anterior, de una cantidad de sustancia igual a 0,70 moles.Masa de la molcula= nmero msico x cantidad de sustancia. M= 16 g/mol x 0.70 mol = 11.2 g Estudiante 3. Diego Fernando BravoElemento Qumico

SmboloNmero atmico (Z) Nmero Msico (A) Representacin:

Nmero de protones

Mercurio / Hg80

200.5980

Numero de electrones Distribucin electrnica Grupo al que pertenece en la tabla peridicaPeriodo al que pertenece en la tabla peridicaTamao atmico

80

[Xe]4f145d106s212614.82 cm/mol

Potencial de ionizacinAfinidad electrnica electronegatividadEstructura de Lewis para el elementoEstructura de Lewis para compuesto que contenga el element

10.4375 eV

18.759 eV

34.202 eV(kJ.mol-1): -182,00Nitrato de mercurio contiene iones Hg^2+ es soluble en el agua.

Cloruro de mercurio resulta de la mezcla de los dos.

Hg (l) + Cl2 (g) HgCl2 (s)

Tipos de enlace del elementola mayora de los compuestos del mercurio con valencia 2 usan enlaces de tipo covalente.

Qu cantidad de sustancia contienen 5 g de una muestra del elemento elegido?1 mol de Hg = 200 gr

Mol = m/molecular

Mol = 5gr/200gr/mol = 0.025 moles de Hg

Determinar la masa de la molcula del tem anterior, de una cantidad de sustancia igual a 0,70 moles.masa = mol x masa molecular

masa = 0.70mol x 200gr/mol = 140gr de Hg

Fase IVa. Cada estudiante enumera dos compuestos diferentes a los de sus compaeros que se utilicen en el aseo y los clasifica en:CompuestoEstado de la materia (Slido, liquido o gas)

Estudiante Jose Manuel Acosta

pasta dental (monofluorfosfato de sodio (Na2PO3F)) Solido

Desodorante Axe en aerosol(isobutano C4H10) gas

Estudiante Alex Almeiro Calderon

Crema lava platos (carbonato de sodio Na2 CO3)Solido

Lmpido (hipoclorito de sodio NaClO)Liquido

Estudiante Diego Fernando Bravo

Raid insecticida(tetrametina-permetrina)Gas

Papel higienico(celulosa C6H10O5)Solido

Estudiante Walter Junca

Jabon en barraSolido

AlcoholLiquido

b. Describir la temperatura que registra su municipio el da de hoy en las siguientes escalas de temperatura(mostrar clculos)MunicipioCelsiusFahrenheitKelvin

Jose Manuel Acosta - Vijes33 gradosF =1.8x C+32

F =1.8x33 C+32=91.4F K = C+273.15

K =33 C+273.15=306.15K

Alex calderon - Yumbo 67 32= 35 35 x 5/9 = 175/9 = 19.44 Celsius 67F 19.44Celsius + 273 K 292.44 K

Diego Fernando Bravo Yumbo 28CC = (F) 32 /1.8

C = 82.4 32 / 1.8 = 28C Fahrenheit f= 1.8 (C) + 32

f= 1.8 (28)+32 = 82.4K =C + 273

K = 28 + 273 = 301 K

Walter Junca - Cali30 gradosF =1.8x C+32

F =1.8x30 C+32=86F K = C+273.15

K =30 C+273.15=303.15K

c. Cada estudiante elegir un problema de leyes de los gases y lo resolver (mostrar clculos).Estudiante 1 (Jose Manuel Acosta)1. Si una masa de un gas ocupa un volumen de 50 L a 560 mm Hg y 12C. Qu volumen

ocupar a 7200 mm Hg y 0C?Datos del problema:

Volumen inicial = 50L Volumen 2 = ? Presion 1= 560 mm Hg

Presion 2= 7200 mm Hg Temperatura 1= 12C. Temperatura 2= 0C.

Pasamos los grados centigrados a KelvinTemperatura 1= 12C + 273.15 = 285.15 K

Temperatura 2= 0C. + 273.15 =273.15 KSe aplica la LEY COMBINADA

Reemplazando

Respuesta El volumen que ocupar a 7200 mm Hg y 0C es de 3.73 L

Estudiante 2 (Alex Almeiro Calderon) c. 6,75 L de oxgeno a 15C se calienta hasta 30C si la presin del gas permanece constante, Cul es el nuevo volumen del gas? R/ debemos pasar la temperatura de C a K

T1= (15C+273)= 288K

T2= (30C+273)= 303K

Aplicamos la frmula de la ley de Charles que relaciona temperatura y volumen de un gas con una presin constante. V1/T1 = V2/T2

Respuesta 7,10 L

Estudiante 3 (Diego Fernando Bravo)1. Cierto volumen de un gas se encuentra a una presin de 570 mm Hg cuando su temperatura es de 20.0C. A qu temperatura, en grados centgrados (C) deber estar para que su presin sea 900 mm Hg?Ley de Gay-Lussac

Esta ley establece la relacin entre la presin (P) y la Temperatura (T) y Volumen (V) constante.

P/T= K P1/P2 = P2/T2

Convertir 20C a grados Kelvin

T1 = (20 + 273) K = 293 K

P1/T1= P2/T2

570mmHg/ 293k = 900mmHg/ T2Despejamos T2 (T2). (570mmHg) = (293k).(900mmHg)

T2 = (293) (900) / 570

T2 = 263700 / 570 = 462, 63 462,63 K los convertimos en grados Celsius ------ 462,63 273 = 189,63C

Respuesta189,63 C

Estudiante 4(Walter Junca)

Calcule el volumen que ocupan 6 moles de N2, considerado como un gas ideal, a 3 atmsferas de presin y 40 C.

Ejemplo cuantas moles de calcio hay en 1.8 x10 a la21 atomos del mismo elemento

6.02 x 10 a la 23 atomos/Moles o 6-0x10 a la 23 moleculas/Moles

No de Moles=(1.8 x 10 a la 21 atomos/6.02X10 A LA 23 atomos/ Moles)=3x10 a la menos 3 moles

Solucin en 1.8 x 10 a la 23 atomos de sodio hay 3x10 a la menos 3 molesd. Curva de calentamiento(actividad grupal)Determinar el calor necesario para producir vapor de agua a partir de 100 gramos de hielo desde 5C hasta agua vapor a 127C a presin de 1 atmsfera. Datos:Tf (H2O) = 0C temperatura de fusin del agua.

Teb( H2O) = 100C temperatura de ebullicin del agua.

C(s) = 0.5 - calor especfico de la sustancia en el estado slido.

C (l) = 1 - calor especfico de la sustancia en el estado lquido.

C (g) = 0.5 - calor especfico de la sustancia en el estado gaseoso.

H(fusin) = 80

H(ebullicin) =540 Calculando los valores a partir de la curva de calentamiento

Respuesta 73630 Cal

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[3] Fernndez, Jos & Moreno, Juan(2014). La qumica en el aula: entre la ciencia y la magia . [Versin electrnica] Universidad Politcnica de Cartagena (UPCT). Recuperado de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201102/AVA_2014_-_2/quimica- ciencia y_magia.pdf[4] IES Tiempos Modernos. (2014) Diverciencia. Recuperado de http://www.iestiempos modernos.com /diverciencia/la_qm/fichas_qm /qmtintalimon.htm[5]Jimenez, A. (2014)Elementos, Universidad Autonoma de Madrid. Recuperado de http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/hg.html[6] La Qumica en nuestro entorno. (2013) Qumica y vida cotidiana Recuperado de

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unad&it=r&p=GVRL&sw=w&asid=29f0b3665a2e2a8180c2f0d46e54cae4

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