Integración a la Cultura Académica (ICA) Profesorado y

www. e x a . u n r c . e du . a r

Universidad Nacional de Río CuartoFacultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales

Integración a la Cultura Académica (ICA)Profesorado y Licenciatura en BiologíaQuímica

2021

Integración a la vida universitaria a través de las TIC

Universidad Nacional de Río CuartoFacultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales

Integración a la Cultura Académica (ICA)Química

Responsable de Ingreso 2021:

Dib Nahir

Integración a la vida universitaria a través de las TIC

Este material ha sido elaborado en el marco del Programa de Ingreso, Continuidad y Egreso de Estudiantes en las carreras de pregrado y gradode la Universidad Nacional de Río Cuarto (Res. Rec 380/15) y el proyecto Mediación de Materiales de Ingreso para las Carreras de la UNRC 2017-2019 “La Valoración Continua para Fortalecer los Procesos Educativos”. (Res. Rec 785/17). UNRC- Secretaría Académica.

¿Cómo leer este material?

A lo largo del material encontrarán los siguientes íconos:

Actividad Importante

Ejemplo

Tareas, consignas, situaciones problemáticas.

Tener en cuenta, destacar, recordatorio, atención.

Reflexión

Interrogantes, planteos.

Enlace

Sitios Web.

Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales

Módulo Química

4

Índice Introducción ....................................................................................................................... 5

Actividad ............................................................................................................................ 7

Enlace Químico .................................................................................................................. 7

Electrones de Valencia ............................................................................................. 8

Número de Oxidación ............................................................................................... 8

Fórmulas Químicas .................................................................................................... 8

Estructura de Lewis .................................................................................................. 9

Teoría del Octeto ........................................................................................................ 9

Tipos de Enlace ........................................................................................................ 10

Actividades ............................................................................................................... 12

Nomenclatura ................................................................................................................. 16

Compuestos inorgánicos ...................................................................................... 16

Principio de electroneutralidad .................................................................. 16

Formación de Compuestos ............................................................................ 17

Actividades ............................................................................................................... 20

Actividades ............................................................................................................... 25

Actividad Evaluativa .............................................................................................. 26

Estequiometría ............................................................................................................... 26

Masa Atómica ........................................................................................................... 27

Átomo-gramo y número de Avogadro ...................................................... 27

Mol y peso molecular ............................................................................................. 28

Actividades ............................................................................................................... 29

Taller ........................................................................................................................... 30

Charla debate .......................................................................................................... 30

Actividad Integradora Final ................................................................................ 31

Actividad Evaluativa ............................................................................................. 34

Bibliografía.................................................................................................................... 35


Módulo Química

5

Introducción

La Química es muy divertida y es por ello que nos gustaría

compartir con vos un poco de la emoción que nos causa la química y del

placer de aprender acerca de ella.

Los caracteres chinos para la química significan “el estudio del cambio”

Aprender química enriquecerá tu vida a través de una mejor

comprensión del mundo natural, de las cuestiones tecnológicas que se

nos presentan actualmente y de las opciones que tenemos como

ciudadanos en una sociedad científica y tecnológica.

¿Cómo funciona el cuerpo humano? ¿Cura la aspirina nuestros

dolores de cabeza? ¿Es tóxica la sal común? ¿Pueden los científicos

curar las enfermedades de origen genético? ¿Por qué unas veces

estamos alegres y otras nos sentimos tristes? ¿Cómo mata bacterias la

penicilina? Los químicos han encontrado respuestas a preguntas como

estas y continúan buscando el conocimiento que les abrirá las puertas

de otros secretos de nuestro universo. A medida que estos misterios se

resuelven, la dirección de nuestra existencia suele cambiar, a veces de

manera extraordinaria.

Vivimos en un mundo químico: un mundo de fármacos,

biocidas, aditivos para alimentos, fertilizantes, detergentes, cosméticos

y plásticos. Habitamos un mundo donde hay residuos tóxicos, aire y

agua contaminados y reservas de petróleo que se agotan. El

conocimiento de la química te ayudará a entender mejor los beneficios y

los peligros que ofrece este mundo y te permitirá tomar decisiones

inteligentes en el futuro.

Todos somos químicamente dependientes. Aún en el vientre

materno, dependemos de un suministro constante de oxígeno, agua,

glucosa y muchas otras sustancias químicas. Nuestro organismo es

una compleja fábrica química. En nuestro interior se llevan a cabo miles

de reacciones químicas que permiten que nuestro organismo funcione

correctamente. Estas reacciones químicas hacen posible pensar,

aprender, hacer ejercicio, sentirse alegre o triste. Un equilibrio adecuado

de los alimentos correctos aporta las sustancias químicas y genera las


Módulo Química

6

reacciones que necesitamos para funcionar de la mejor manera posible.

El estudio de la química no es necesariamente difícil y tedioso.

Por el contrario, puede enriquecer tu vida de muchas maneras, a través

de una mejor comprensión de tu cuerpo, tu mente, tu entorno y el mundo

en el que vives.

En este módulo abordaremos los siguientes temas: Enlace Químico,

Nomenclatura y Estequiometría.

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Módulo Química

7

Actividad grupal

1.- Lectura conjunta de las páginas 275 a 284, del capítulo 8 del

libro “Química, La Ciencia Central” de T. Brown, H. E. LeMay, B. E.

Bursten y J. R. Burdge, Ed.Pearson. 2004.

2.- Análisis y comparación entre los conceptos leídos y los

conocimientos previos de los estudiantes acerca del tema.

3.- Lectura grupal de las páginas 285 a 294, del capítulo 8 del

libro “Química, La Ciencia Central” de T. Brown, H. E. LeMay, B. E.

Bursten y J. R. Burdge, Ed.Pearson. 2004.

4.- Análisis y comparación entre los conceptos leídos y los

conocimientos previos de los estudiantes acerca del tema.

Enlace Químico

El mundo material que nos rodea está formado por elementos,

compuestos y mezclas. Si observas a tu alrededor te darás cuenta que

las rocas, la tierra, los árboles, las nubes, los seres humanos, etc. son

mezclas complejas de elementos y compuestos químicos en los que

necesariamente hay distintos tipos de átomos enlazados entre sí. Uno

de los aspectos más relevantes de la química es la búsqueda de

explicaciones del cómo y el por qué se unen los átomos.

La forma en que los átomos se enlazan ejerce un efecto

profundo sobre las propiedades físicas y químicas de las sustancias.

Un ejemplo de ello lo encontramos en el grafito y el diamante,

los cuales son alótropos del carbono. El grafito es un material suave,

resbaloso y quebradizo, que se emplea como lubricante de cerradura y

para escritura. El diamante es uno de los materiales más duros que se

conoce, valioso como piedra preciosa y utilizado para fabricar

herramientas de corte industrial. Entonces, te preguntarás

¿Por qué estos materiales formados únicamente por átomos de carbono presentan propiedades tan diferentes?

La respuesta se encuentra en las distintas formas en que los

átomos de carbono se enlazan entre sí. En el grafito los átomos de

carbono, forman capas de forma hexagonal, que al deslizarse sobre una


Módulo Química

8

hoja de papel van quedando sobre la superficie, en cambio, en el

diamante, estos mismos átomos se unen formando estructuras

tetraédricas mucho más rígidas.

Electrones de Valencia

A los electrones externos de un átomo se les conoce

como electrones de valencia. Estos juegan un papel muy importante en

la formación de los enlaces químicos entre los átomos e iones y son los

responsables de las propiedades químicas de los mismos.

Número de Oxidación

El número de oxidación es un indicador que compara el

ambiente electrónico de un átomo en una molécula con el ambiente

electrónico de un átomo aislado del mismo elemento.

Los números de oxidación son convencionales; se trata de un

numero entero, positivo, negativo o cero, que se asigna a cada elemento

presente en un compuesto y está referido, al número de cargas reales o

aparentes que tendría un átomo en una molécula (o una celda unitaria),

si los electrones fueran transferidos totalmente.

Fórmulas Químicas

Una fórmula química se usa para expresar la composición

cualitativa y cuantitativa de las moléculas o las unidades fórmulas que

constituyen una sustancia molecular o reticular respectivamente.

SO2 O2 CaO NH4Cl Ca3(PO4)2 Mg(OH)2 AlH3

Una fórmula química está constituida por símbolos y


Módulo Química

9

subíndices.

Los símbolos químicos, representan macroscópicamente el

tipo de elementos presentes en el compuesto.

Los subíndices, representan el número de átomos de esos

elementos presentes en el compuesto o el número relativo de iones en

una celda unitaria de un compuesto iónico. Se escribe siempre en la

parte inferior derecha del símbolo químico.

símbolos

Fe2(SO4)3

subíndices

Estructura de Lewis

Lewis propuso una representación pictórica para los electrones

de valencia, en la que utilizo puntos, cruces o círculos, con la finalidad

de explicar didácticamente, la forma como se transfieren o comparten

los electrones cuando los átomos se unen.

Teoría del Octeto

Se denomina enlace químico a la fuerza que mantiene unidos a

los átomos o a los iones y forman distintas sustancias. La teoría que

explica los enlaces químicos entre los átomos es conocida como Teoría

del Octeto. Esta teoría establece que en las uniones entre los átomos

intervienen los electrones de la capa externa. Sus premisas

fundamentales son las siguientes:

-Los gases nobles (neón (Ne), argón (Ar), criptón (Kr), xenón

(Xe) y radón (Rn) ), por tener 8 electrones en su nivel energético externo

son estables y no presentan reactividad química. Lo mismo ocurre con

el helio (He), que tiene 2 electrones que completan su primer nivel.

-La actividad química de metales y no metales se explica por

la tendencia de adquirir una estructura estable, similar a la del


Módulo Química

10

gas inerte más próximo en la tabla periódica.

-Dicha estructura electrónica, similar a la del gas noble, se logra

si un átomo pierde, gana o comparte electrones

Tipos de Enlace

Los átomos se enlazan entre sí formando la gran diversidad de

sustancias que se conocen. Dichas sustancias poseen diferentes

propiedades, que dependen, en parte, de las diferentes maneras en que

se enlazan los átomos. Los enlaces permite agrupar las sustancia en

tres grandes tipos: covalentes, iónicas y metálicas. Además de los

enlaces químicos entre átomos, también existen fuerzas

intermoleculares, que, como su nombre lo indica, mantienen unidas las

moléculas.

Los enlaces se pueden clasificar en tres grupos principales:

enlaces iónicos, enlaces covalentes y enlaces metálicos.

Enlace iónico: es la fuerza de atracción eléctrica que existe entre los

iones de cargas opuestas (cationes – aniones) que los mantienen

juntos en una estructura cristalina. Resulta de la transferencia de uno o

más electrones desde un elemento electropositivo hacia el elemento

electronegativo. El enlace iónico ocurre cuando en el enlace, uno de los

átomos capta electrones del otro. La atracción electrostática entre los

iones de carga opuesta causa que se unan y formen un compuesto

químico simple, aquí no se fusionan; sino que uno da y otro recibe. Para

que un enlace iónico se genere es necesario que la diferencia de

electronegatividades sea más que 1, 9.

Enlace Covalente: se define como la fuerza de atracción que resulta al

compartir electrones entre dos átomos no metálicos. Se presenta

cuando átomos no metálicos tienen valores de electronegatividades

La electronegatividad de

un elemento es la capacidad

que tiene un átomo de dicho

elemento para atraer hacia sí

los electrones de un enlace.

Se denomina enlace químico a la fuerza que mantiene unidos a los átomos o a los iones y

forman distintas sustancias.

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrones

https://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto


Módulo Química

11

iguales o muy cercanos se unen entre si compartiendo sus electrones.

• Enlace covalente no polar: es cuando la diferencia de

electronegatividad entre los dos átomos unidos es cero. Ej.:

I2 – O2 – Br2 – H2

• Enlace covalente polar: se forma cuando al unirse átomos

diferentes, la diferencia de electronegatividades es mayor a

cero y menor a 1,9. Ej.: H2O - HCl - NH3.

En este tipo de enlace el par de electrones compartidos

queda más cerca del átomo más electronegativo.

• Enlace covalente simple: enlace formado por la unión de

dos átomos de elementos no metálicos al compartir un par

de electrones entre ellos, donde cada átomo aporta un

electrón. Ej.: H2- HF – CCl4 – NH3

• Enlace covalente doble: es el enlace que se forma por una

unión de dos átomos de elementos no metálicos al

compartir dos pares de electrones entre ellos, donde cada

átomo aporta dos electrones. Ej.: O2 – CO2

• Enlace covalente triple: se define como el enlace formado

por la unión de dos átomos de elementos no metálicos al

compartir tres pares de electrones entre ellos, donde cada

átomo aporta tres electrones. Ej.: N2 – HCN.

• Enlace covalente coordinado (dativo): se define como la

unión química entre dos átomos de elementos no

metálicos que resulta de compartir un par de electrones,

los cuales son aportados por uno de los átomos y el otro

solo contribuye con un orbital vacío. Este enlace se

simboliza con una flecha para indicar la procedencia de los

dos electrones, porque una vez formado, este es idéntico al

enlace covalente simple.

Molécula Homonuclear: partícula formada por átomos del mismo elemento.

Molécula Heteronuclear: partícula formada por átomos de diferentes elementos.


Módulo Química

12

Enlace metálico: los metales forman una red cristalina cuyos nudos

están constituidos por los cationes. Los electrones de enlaces están

deslocalizados y se desplazan entre los cationes en distintas

direcciones. De ello resulta una estructura de iones positivos que

parecen estar inmersos en un mar de electrones. La fuerza de cohesión

entre esos cationes y los electrones deslocalizados forma un tipo de

enlace entre átomos que se denomina enlace metálico.

Actividades

A continuación, te invitamos a resolver las siguientes actividades en

relación a los temas vistos con anterioridad.

1.-a- En una formula química, el número que indica los átomos

presentes en una molécula o en una celda unitaria se denomina:

i- número de oxidación

ii- subíndices

iii- superíndices

iv- números atómicos

b- Un grupo de átomos que actúan juntos, como si fueran un solo átomo

cargado, es un…

i- Ion poliatómico

ii- Molécula

iii- Ion negativo

iv- Metal

c- Un enlace químico que se presenta cuando los átomos comparten

electrones entre si se denomina.

i- Iónico

ii- Metálico

iii- Covalente

d- ¿Cuántos electrones se necesitan en los niveles de energía de la

mayoría de los átomos, para que sean químicamente estables?

O o bienS S OOO+ =+ O O S


Módulo Química

13

i- 2

ii- 6

iii- 4

iv- 8

e- ¿Qué tipo de enlace químico se forma cuando los electrones se

transfieren de un átomo a otro?

i- Iónico

ii- Covalente

iii- Magnético

iv- Metálico

f- ¿Cómo se denomina la fuerza que mantiene unidos a los átomos en

un compuesto?

i- Fórmula química

ii- Número químico

iii- Enlace químico

2- Utiliza las estructuras de Lewis para mostrar la formación de enlaces

covalentes simples entre los siguientes átomos

a- 2 átomos de cloro

b- 4 átomos de hidrogeno y 1 átomo de carbono

c- 1 átomo de nitrógeno y 3 átomos de hidrogeno

d- 2 átomos de hidrogeno y 1 átomo de azufre

e- 2 átomos de hidrogeno y uno de oxigeno

f- 1 átomo de hidrogeno y 1 átomo de bromo

3- Completa las siguientes estructuras de Lewis, señalando mediante

guiones o flechas los tipos de enlace que se presentan entre los átomos

en cada una de las siguientes moléculas.


Módulo Química

14

4- Investiga qué tipo de propiedades tienen los compuestos iónicos, los

compuestos covalentes no polares y los compuestos covalentes

polares.

5- Contesta el siguiente crucigrama


Módulo Química

15

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Módulo Química

16

Nomenclatura

Los símbolos de los elementos son signos abreviados que usan

los científicos y deben entrar a formar parte del vocabulario del

estudiante de química.

Un símbolo encierra una gran cantidad de Información,

identifica un elemento y también puede representar al átomo de un

elemento cuando se emplea en la fórmula de un compuesto. La fórmula

del metanol es CH4O; esto significa que es un compuesto de carbono,

hidrógeno y oxígeno y que la proporción de sus átomos es 1 :4: l. La

proporción de los átomos de hierro y cloro en FeCl3 es 1:3.

Los elementos se ubican en la tabla periódica ordenados

según su número atómico (número de protones que hay en el núcleo).

Fig. 1. Tabla Periódica

Compuestos inorgánicos

Principio de electroneutralidad

El principio básico de aplicación en el manejo del concepto de

número de oxidación es la electroneutralidad de la materia. Es decir que,

en cualquier compuesto (iónico o covalente) la suma algebraica de los

números de oxidación de todos los elementos combinados es cero.

En general, los metales tienen números de oxidación positivos y

los no metales tienen número de oxidación negativos cuando están

combinados directamente. En los compuestos formados por no

metales, al más electronegativo se le asigna el número de oxidación

negativo.

Para asignar números de oxidación a los elementos, se aplican

una serie de reglas:

1)- La suma algebraica de los números de oxidación de todos

los átomos unidos en un compuesto es cero.

Para ver una tabla periódica dinámica puede entrar a aquí

http://ptable.com/


Módulo Química

17

2)- El número de oxidación de un elemento no combinado es

cero.

3)- El número de oxidación de un ión (mono ó poliatómico) es

igual a su carga.

4)- El H en la mayoría de sus combinaciones tiene número de

oxidación +1, con excepción de los hidruros metálicos en donde tiene

número de oxidación -1.

5)- El O en la mayoría de sus combinaciones tiene número de

oxidación -2, con excepción de los peróxidos en donde tiene -1.

6)- Los metales representativos de los grupos I, II y III, tienen

número de oxidación +1, +2 y +3 respectivamente.

7)- Los halógenos combinados directamente con metales

tienen número de oxidación -1. En los compuestos con otros no metales

o entre sí, puede tener +1, +3, +5 ó +7.

Formación de Compuestos

METALES + HIDRÓGENO → HIDRUROS METÁLICOS

Se escribe primero el metal y luego el hidrógeno.

Se nombran como hidruro del metal correspondiente.

Na + H2 → NaH hidruro de sodio

LiH hidruro de litio

MgH2 hidruro de magnesio

NO METALES + HIDRÓGENO → HIDRURO NO METÁLICO

Se escribe primero el hidrógeno y luego el no metal.

Se nombra el no metal con la terminación -uro de hidrógeno

Br2 + H2 → HBr bromuro de hidrógeno

HF fluoruro de hidrógeno

H2S sulfuro de hidrógeno

HIDRURO NO METÁLICO + AGUA→HIDRÁCIDO

Se escribe primero el hidrógeno y luego el no metal.

Se nombra como ácido seguido por el nombre del no metal con la

terminación -hídrico de hidrógeno

HCl (g) + H2O → HCl (ac) ácido clorhídrico


Módulo Química

18

Los hidruros no metálicos al disolverse en agua forman los hidrácidos,

los cuales se encuentran ionizados de la siguiente forma: el ión positivo

del hidrógeno y el ión negativo del resto de la molécula, de allí el nombre

de hidrácidos (compuestos que ionizan liberando protones).

HCl (g) + H2O → H+(ac) + Cl-(ac)

METALES + OXÍGENO → ÓXIDOS BÁSICOS

Se escribe primero el metal y luego el oxígeno. En estos compuestos el

O actúa siempre con número de oxidación -2. Las fórmulas se

establecen considerando el número de oxidación del oxígeno y el

número de oxidación de los metales con quienes se combina, que

siempre tendrán valores positivos.

Se nombra como óxido del metal correspondiente. Si el metal tiene más

de un número de oxidación se coloca entre paréntesis el número

romano correspondiente al estado de oxidación.

Na + O2 → Na2O óxido de sódio

La nomenclatura vieja coloca la terminación -OSO para el menor estado

de oxidación y la terminación -ICO para el mayor estado de oxidación.

Hg2O óxido de mercurio (I) - óxido mercurioso

HgO óxido de mercurio (II) - óxido mercúrico

Sabias que la cal (CaO) es un compuesto muy utilizado en la

construcción y la preparación de frutas en conserva?

OXIDOS BÁSICOS + H2O→ HIDRÓXIDOS

Se escribe primero el metal y luego el ión hidróxido.

Se nombran como hidróxido del metal correspondiente.

Na2O+ H2O → 2 NaOH Hidróxido de sodio (soda caústica)

FeO + H2O → Fe(OH)2Hidróxido de hierro (II) - Hidróxido ferroso

Son compuestos que al disolverse en agua forman iones, el

ión positivo del metal y el ión oxidrilo (OH-), de allí el nombre de

hidróxidos (compuestos que ionizan liberando oxhidrilos).

NaOH(s) + H2O → Na+(ac) + OH-(ac)

Los hidróxidos son bases, pero debe quedar claro que no todas las bases son hidróxidos.


Módulo Química

19

NO METALES + OXÍGENO → ÓXIDOS ÁCIDOS O ANHÍDRIDOS

Se escriben primero el no metal y luego el oxígeno.

Se nombran como óxido del no metal correspondiente. Si el no metal

tiene más de un número de oxidación se coloca entre paréntesis el

número romano correspondiente al estado de oxidación. En este caso,

también suelen usarse las terminaciones -ICO y -OSO para el mayor o

menor estado de oxidación respectivamente. T

Cl2OAnhídrido hipocloroso – Monóxido de dicloro – Oxido de cloro (I)

P2O3Anhídrido fosforoso – Trióxido de difósforo - Oxido de fósforo (III)

P2O5Anhídridofosforico – Pentóxido de difósforo - Oxido de fósforo (V)

Sabias que el anhídrido sulfúrico (SO3) es un gas toxico y

uno de los causantes de la lluvia ácida?

ÓXIDOS ÁCIDOS + H2O → ÁCIDOS

Se escribe primero el hidrógeno seguido del no metal y por último el

oxígeno.

Se nombran como ácido del óxido correspondiente.

SO2+ H2O → H2SO3 ácido sulfuroso

SO3+ H2O → H2SO4 ácido sulfúrico

En el caso de los halógenos Cl, Br, I que presentan números de

oxidación +1, +3, +5, +7, se utilizan los sufijos OSO e ICO sobre el

nombre del no metal para indicar los estados de oxidación +3 y +5, y

agrega a estos nombres los prefijos HIPO y PER los números de

oxidación +1 y +7 respectivamente.

HClO ácido hipocloroso

HClO2 ácido cloroso


Módulo Química

20

HClO3 ácido clórico

HClO4 ácido perclórico

Son compuestos que al disolverse en agua forman iones, el

ión positivo del hidrógeno (llamado protón, H+) y el ión negativo del

resto de la molécula, de allí el nombre de ácidos (compuestos que

ionizan liberando protones).

HClO(ac) + H2O → H+ (ac) + ClO-(ac)

Actividades



1. Calcular el número de oxidación del elemento indicado en cada uno

de los siguientes compuestos:

a) N en HNO3 b) Cl en Cl2O5 c) Br en HBrO2

d) Mn en MnO2 e) I en NaIO4 f) S en H2SO4

g) P en H3PO4 h) S en H2SO3 I) P en H3PO3

2. Escribe la fórmula de los siguientes hidruros metálicos

a- Hidruro de litio

b- Hidruro de Bario

c- Hidruro áurico

d- Hidruro ferroso

3. Escribe la fórmula o el nombre, según corresponda, de los

siguientes hidruros no metálicos

Nombre Fórmula

Cloruro de hidrogeno

H2S

Amoniaco

H2Se

Los ácidos minerales como

el H2SO4, HCl y HNO3 son

muy corrosivos y destruyen

tejidos


Módulo Química

21

Fluoruro de hidrogeno

H3P

4. Escribe la fórmula o el nombre, según corresponda, de los siguientes

hidrácidos

Nombre Fórmula

Ácido Clorhídrico

HBr (ac)

Ácido Sulfhídrico

HF

Ácido Iodhídrico

5. Escribe los todos óxidos básicos que resultan de combinar los

siguientes metales con oxígeno.

a- Li b- Fe c- Au d- Pb

e- Ca f- Mn g- Cr h- Ni

6. Escribe todos los óxidos ácidos que resultan de combinar los

siguientes no metales con oxígeno.

a- B b- Si c- P d- Br

e- C f- N g- S

7. Escribe las fórmulas de los siguientes óxidos básicos.

a- Oxido de estroncio

b- Oxido de bario

c- Oxido cobaltico

d- Oxido de plata

e- Oxido de estaño (IV)

8. Escribe el nombre de los siguientes óxidos ácidos, utilizando para ello


Módulo Química

22

cualquier tipo de nomenclatura

9. Combina los siguientes cationes metálicos (M+) con el anión (OH-)

para formar los hidróxidos, escribe su fórmula química y nómbralos.

Fe3+ - Hg2+ - Li+ - Pt2+ - Ca2+ - Au3+ - Co2+ - Mn4+

10. Escribe la fórmula de los siguientes hidróxidos:

a- Hidróxido de níquel (III)

b- Hidróxido mercuroso

c- Hidróxido de manganeso (IV)

d- Hidróxido de bario

e- Hidróxido cádmico

11. Completa la tabla, según corresponda, con las fórmulas o los

nombres de algunos ácidos o iones.


Módulo Química

23

HIDRÓXIDOS + ÁCIDOS → SAL + H2O

Se escribe primero el metal y luego el anión correspondiente al

ácido.

Se nombra cambiando la terminación del ácido -ico y -oso por -ATO e –

ITO respectivamente. Al igual de lo que ocurre cuando nombramos los

oxácidos, cuando existen más de dos estados de oxidación, se

mantienen los prefijos HIPO y PER.


Módulo Química

24

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O

hidróxido de sodio + ácido sulfúrico → sulfato de sodio

NaOH + HClO → NaClO + H2O

hidróxido de sodio + ácido hipocloroso → hipoclorito de sódio

NaOH + HClO4 → NaClO + H2O

hidróxido de sodio + ácido perclórico → perclorato de sódio

Son compuestos que al disolverse en agua forman iones, el ión

positivo del metal y el ión negativo del resto de la molécula,

Na2SO4 (s) + H2O → 2 Na+ (ac) + SO4-2(ac)

HIDRÓXIDOS + HIDRÁCIDOS → SAL + H2O

Se escribe primero el metal proveniente del hidróxido y luego el

no metal proveniente del hidrácido.

Se nombra el no metal con la terminación -uro del metal

correspondiente.

NaCl cloruro de sodio (sal de mesa)

KI ioduro de potasio

Son compuestos que al disolverse en agua forman iones, el ión

positivo del metal y el ión negativo del halogenuro,

KCl (S) + H2O → K+(ac) + Cl-(ac)

Es interesante notar que, ácidos como el SH2 o el SO4H2, tienen

más de un H en condiciones de ser reemplazados por iones metálicos o

hidróxidos como el Ca(OH)2 o el Al(OH)3 tienen más de un OH. En

ocasiones1 pueden reemplazarse todos los H u OH y en ocasiones

solamente uno o dos. En este último caso, las sales formadas se

denominan ácidas o básicas debido a que todavía existe un H o un OH

reemplazable en el ácido o hidróxido original. Por ejemplo:


Módulo Química

25

SO4H2 + LiOH LiSO4H + H2O

Acido sulfúrico Hidróxido de litio Sulfato ácido de litio

2ClH + 2 Ca(OH)2 2 Ca(OH)Cl + 2H2O

Acido clorhídrico Hidróxido de cálcio Cloruro básico de cálcio

Actividades



1. Combina los cationes y aniones respectivos y nombra la sal formada

2. Combina los cationes y aniones respectivos y nombra la sal formada

a- Fe2+ + CO32-

b- Na+ + SO42-

c- Sn4+ + NO3-

d- Au3+ + PO43-

e- Pt2+ + IO4-

f- K+ + SiO32-

g- Li+ + NO2-

h- Ba2+ + IO3-

3. Asigna una formula química a cada una de las sales:

a- Carbonato de aluminio

b- Sulfato de cadmio


Módulo Química

26

c- Nitrito de calcio

d- Yodato de cobre

e- Clorito de magnesio

f- Perclorato de sodio

g- Nitrato de plata

4. a) Clasificar las siguientes sales como ácidas o básicas.

b) Nombrarlas.

KHS; Al(OH)SO4; CaHPO4; NaHSO4; Mg(OH)Cl; KH2PO4.

Actividad Evaluativa

Resolución de forma individual de problemas de nomenclatura.

Autocorrección

Estequiometría

La estequiometría es la parte de la química que se ocupa de

las relaciones cuantitativas entre las sustancias que intervienen en las

reacciones químicas.

Ya hemos visto que las fórmulas de los compuestos tienen un

significado cualitativo y cuantitativo, lo mismo sucede cuando se

representan mediante una ecuación química las transformaciones que

se producen entre unos compuestos para obtener otros distintos.

Además, es importante destacar que las reacciones se

deben presentar ajustadas, lo que supone una información acerca de las

cantidades que intervienen en ellas, siendo éstas iguales en ambos

miembros, aunque los compuestos sean distintos (principio de

conservación de la masa).

Las ecuaciones químicas representan tanto la relación

que se establece entre átomos como entre moles.

Una vez establecida la ecuación química de una reacción,

se puede seguir un modelo simple para la solución de todos los

problemas estequiométricos, que consiste en tres pasos:

1.- Convertir la cantidad de sustancia “dato” a moles.

2.- Calcular a partir de los moles de la sustancia “dato” los

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Módulo Química

27

moles de la sustancia “incógnita”

3.- Convertir los moles de la sustancia “incógnita” a las

unidades de cantidad requeridas.

Para poder llevar a cabo estos pasos, vamos a recordar

algunos conceptos muy importantes que deben ser tenidos en cuenta:

Masa Atómica

La masa atómica (también conocida como peso atómico) es la

masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma). Una unidad de

masa atómica se define como la masa exactamente igual a la doceava

parte de la masa del isótopo más abundante del átomo de carbono (12

C).

En química, interesa conocer únicamente el peso atómico

medio de los átomos que refleja la abundancia relativa de los distintos

isótopos. Por ejemplo, en el caso del carbono, una muestra natural

tomada al azar contiene 98,892 % de 12 C 1,108 % de 13 C. La masa media

experimental se llama peso atómico relativo, o simplemente peso

atómico.

Átomo-gramo y número de Avogadro

El átomo gramo de un elemento es la cantidad de gramos de

ese elemento numéricamente igual a su peso atómico. Se representa

por At-g

Un átomo-gramo de cualquier elemento contiene 6,023 x 1023

átomos de ese elemento.

En la actualidad se usa un término equivalente al at-gr, el mol,

que es la unidad básica de cantidad de sustancia en el sistema

internacional, SI.

El número 6,023 x 1023 , que representa la cantidad de unidades

que hay en un mol de sustancia , se llama número de Avogadro, y se le

designa por el símbolo N.

Ejemplo:¿Cuántos átomos de Azufre hay en una muestra de 10

gr de este elemento?

Dato: Peso atómico del azufre : 32

Solución: Un átomo de azufre pesa 32 uma, por lo tanto un átomo-

gramo de azufre pesa 32 gr., luego 10 gr. de S son:

32 gr S ----------- 1 mol de átomos S

10 gr S ----------- x = 0,312 moles de átomos de S


Módulo Química

28

Como 1 mol de átomos de azufre tiene 6,02x 1023 átomos de S,

0,312 mol de átomos de S contiene:

1 mol átomos S ---------- 6,02x 1023 átomos de S

0,312 átomos S---------- x = 1,88 x 1023 átomos de S

Mol y peso molecular

Se ha definido el mol como 6,02x 1023 unidades

fundamentales. En cualquier situación, el mol representa este número

fijo, así como una docena es siempre 12.

Sin embargo, el peso de un mol depende del peso de las

entidades individuales que se estén considerando. En este sentido se

habla de un mol de átomos de H, de un mol de moléculas de H2 , o de un

mol de iones H+ cuando se trata de 6,02x 1023 unidades de las

sustancias citadas.

Ejemplos:

un mol de átomos de H contiene 6,02x 1023 átomos de H, su

peso es de 1,008 g

un mol de átomos de O contiene 6,02x 1023 átomos de O, su

peso es de 16,00 g

un mol de átomos de Cu contiene 6,02x 1023 átomos de Cu, su

peso es de 63,54 g

El peso de un mol de moléculas también se puede obtener de los pesos

atómicos. Así, un mol de moléculas de CO contiene un mol de átomos

de C y un mol de átomos de O. El peso de un mol de CO será:

Peso de 1 mol de C + peso de 1 mol de O = peso de 1 mol de CO

12,01 g+16 g= 28,01 g

La molécula-gramo de un compuesto es la cantidad de gramos

de ese compuesto numéricamente igual a su peso molecular.

Elementos

1at-g 1 peso atômico g 1 mol de átomos 6.02x1023atomos


Módulo Química

29

Compuestos

1 molécula-g 1 peso molecular g 1 mol de moléculas 6.02x1023moleculas

Actividades

A continuación, te invitamos a resolver las siguientes

actividades en relación a los temas vistos con anterioridad.

1. ¿Cuántos átomos hay en 5,10 moles de azufre?

2. ¿Cuántos moles de átomos de cobalto hay en 6x109 átomos de Co?

3. ¿Cuántos moles de átomos de calcio hay en 77,4 g de Ca?

4. ¿Cuántos átomos de oro hay en 15,3 moles de Au?

5. El grosor de una hoja de papel es 0,0036 pulgadas. Considere que un

libro tiene el número de Avogadro de hojas. Calcule el grosor de dicho

libro en metros.

6. Cuántos gramos de cobalto (Co) hay en 6x109 átomos de Co?

7. ¿Cuál es la masa en gramos de un solo átomo de cada uno de los

siguientes elementos:

a- Hg b- Ne

8. ¿Cuántos átomos de Ca hay en 77.4 g de Ca?

9. Calcula la masa molecular (en u.m.a.) de cada una de las siguientes

sustancias: CH4, NO2, SO3, C6H6, NaI.

10. Calcula la masa molar de un compuesto si 0,372 moles de este

tienen una masa de 152 g.

11. Calcula el número de átomos de C, H y O en 1,50 g de glucosa

(C6H12O6)

12. Durante muchos años se utilizó el cloroformo (CHCl3) como

anestésico de inhalación a pesar de ser también una sustancia toxica

que se puede dañar el hígado, los riñones y el corazón. Calcule la

composición porcentual en masa de este compuesto.

13. El alcohol cinámico se utiliza principalmente en perfumería, en

especial en jabones y cosméticos. Su fórmula molecular es C9H10O.

a- Calcule la composición porcentual en masa de C, H y O del


Módulo Química

30

alcohol cinámico

b- Cuántas moléculas de alcohol están presentes en una muestra

de 0,469g.?

14. Todas las sustancias que aparecen a continuación se utilizan como

fertilizantes, que contribuyen a la nitrogenación del suelo. ¿Cuál de ellas

representa una mejor fuente de nitrógeno, de acuerdo con su

composición porcentual en masa?

a- Urea (NH2)2CO

b- Nitrato de amonio NH4NO3

c- Amoniaco NH3

d- Guanidina HNC(NH2)2

Actividades de Laboratorio

Para que comiences a familiarizarte con el trabajo de laboratorio, te

proponemos realizar semanalmente las siguientes experiencias de

laboratorio:

- Torre de líquidos

- Reacciones Químicas

- Relación entre la densidad y la concentración de una solución

Taller

Confección de un informe académico

Charla debate

“Uso responsable del conocimiento” , a cargo de alumnos de posgrado

del Departamento de Química.

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Módulo Química

31

Actividad Integradora Final

Te proponemos leer el siguiente texto hasta el final para luego poder

realizar las actividades propuestas.

El texto que sigue es un extracto adaptado de “Química. La Ciencia

Central”, de Brown, LeMay, Bursten and Burdge. Pag. 920. Novena

edición. Editorial Impresora Apolo. Mexico DF. Año 2004. Disponible en

la Biblioteca Central Juan Filloy de la UNRC para su consulta.

Antes de emprender la lectura:

- ¿Cuál creés es el objetivo de esta actividad de la lectura? ¿Para

qué vas a leer?

- ¿Qué creés que espera el profesor con esta actividad? ¿Qué te

interesa a vos respecto de esta lectura? ¿Cuál será la

importancia de este tema para tu formación?

Nos formulamos una serie de interrogantes para contextualizar el

texto, en relación a su contexto de producción del mismo:

- ¿Dónde y cuándo fue publicado?,

- ¿Sobre qué suponen que trata el texto?,

- A partir del título, ¿Qué esperan encontrar?

- ¿Quién escribe y para quién escribe?

- ¿Qué tipo de texto es?

- ¿Con qué propósito o intención suponen que se escribió el texto?

¿Qué otras preguntas te realizas antes de iniciar la lectura de este

texto?

Durante la lectura, te proponemos seleccionar la información relevante,

en nuestro caso la información que te movilice, te interese, etc. Además

te sugerimos que analices si se verifican las predicciones sobre el

contenido del texto, que realizaste antes de la lectura.

Presencia de los metales y su distribución en la naturaleza

La parte de nuestro ambiente que constituye el suelo bajo nuestros pies

se llama litósfera.

La litósfera aporta todos los materiales que usamos como alimento,

vestido, abrigo y entretenimiento.

Aunque en su mayor parte la Tierra es sólida sólo tenemos acceso a una

pequeña región próxima a la superficie. En tanto que el radio de la tierra


Módulo Química

32

es de 6370 km, la mina más profunda no penetra más allá de 4 km.

Muchos de los metales de mayor utilidad para nosotros no son

particularmente abundantes en esa parte de la litósfera a la que

tenemos acceso con facilidad. En consecuencia la presencia natural y la

distribución de depósitos concentrados de estos elementos suelen jugar

un papel en la política internacional en la medida en que los países

compiten por el acceso a estos materiales.

Los depósitos que contienen metales en cantidades susceptibles de

explotación económica se conocen como menas. Por lo regular es

preciso separar los compuestos o elementos deseados de una gran

cantidad de material indeseable, para después tratarlos químicamente

de modo que se puedan utilizar.

Cada año se extraen alrededor de 23 toneladas de materiales de la

litósfera para sostener a cada habitante de un país como Estados

Unidos.

Debido a que se están agotando las fuentes más ricas de muchas

sustancias, en el futuro probablemente será necesario tratar volúmenes

mayores de materia prima de menor calidad. Por consiguiente, la

extracción de los compuestos y elementos que necesitamos podría

costar más en términos de energía como de repercusiones ambientales.

Minerales

A excepción del Au, Ru, Rh, Pd, Os, Ir y Pt, casi todos los elementos

metálicos se encuentran en la naturaleza formando compuestos

inorgánicos sólidos llamados minerales.

La tabla 1 muestra una lista de las principales fuentes de minerales de

varios metales comunes. Adviértase que los minerales se identifican

con nombres comunes en lugar de nombres químicos. Los minerales

por lo general se nombran según el lugar donde fueron descubiertos, la

persona que los descubrió o alguna característica como el color. Por

ejemplo malaquita proviene de la palabra griega malache, que es el

nombre de un tipo de árbol cuyas hojas son del color del mineral

Metal Simbolo

químico

Mineral Composición Nombre Químico

Aluminio Bauxita Al2O3


Módulo Química

33

Cobre Calcocita Cu2S

Estaño Casiterita SnO2

Hierro Hematita Fe2O3

Manganeso Pirolusita MnO2

Mercurio Cinabrio HgS

Molibdeno Molibdenita MoS2

Plomo Galena PbS

Titanio Rutilo TiO2

TABLA 1 – Principales fuentes minerales de algunos metales comunes.

Pirometalurgia

La metalurgia es la ciencia y la tecnología de la extracción de metales

de sus fuentes naturales y de su preparación para usos prácticos.

El proceso consta de varias etapas desde la extracción del mineral

hasta la purificación del metal.

Un gran número de procesos metalúrgicos utiliza temperaturas elevadas

para modificar el mineral químicamente y reducirlo a metal libre. El uso

del calor para modificar el mineral se llama pirometalurgia. (piro

significa “alta temperatura”).

La calcinación es el calentamiento de un mineral para provocar su

descomposición y la eliminación del producto volátil como dióxido de

carbono o agua. Los carbonatos se suelen calcinar para expulsar

dióxido de carbono y formar el óxido del metal.

Por ejemplo:

PbCO3(s) calor PbO(s) + CO2(g) Ec (1)

Casi todos los carbonatos se descomponen con razonable

rapidez a temperaturas de alrededor de 500oC, aunque el carbonato de

calcio requiere una temperatura de 1000oC.

La tostación es un tratamiento térmico que favorece las

reacciones químicas entre el mineral y la atmósfera del horno. Este

tratamiento puede dar lugar a la oxidación o la reducción o ir

acompañado de calcinación. Un importante proceso de tostación es la

oxidación de sulfuros en presencia de aire, en la que el metal se


Módulo Química

34

transforma en el óxido como en los ejemplos que siguen:

ZnS(s) + O2(g) + calor ZnO (s) + SO2(g) Ec (2)

MoS2 + ................ MoO3(s) + ............. Ec (3)

En muchos casos se puede obtener el metal libre empleando

una atmósfera reductora durante la tostación. El monóxido de carbono

crea una atmósfera de este tipo y su uso es frecuente para tratar

algunos óxidos metálicos, por ejemplo:

El óxido plumboso sólido con monóxido de carbono gaseoso

reaccionan a altas temperaturas para dar plomo metálico libre líquido y

dióxido de carbono gaseoso.

Actividad Evaluativa

Después de la lectura del texto:

1. Escribir el nombre de los metales representados por sus

símbolos químicos en el primer párrafo del texto.

2. Completar la tabla 1.

3. Escribir la fórmula química de los compuestos indicados con

negritas a lo largo de todo el texto.

4. Analizar las Ecuaciones químicas (1) y (2), verificar si se cumple

la ley de conservación de la masa. Si no es así, llevar a cabo las

correcciones correspondientes.

5. Analizar las reacciones químicas representadas por la Ec(2) y

completar, a partir de ella la Ec (3). Ajustar la ecuación de modo

que cumpla con la ley de conservación de la masa.

6. Nombrar todos los compuestos representados en las Ec. (1), (2)

y (3)

7. a) Representar la frase escrita con negritas al final del texto

como una ecuación química.

b) Ajustar la ecuación de modo que se cumpla con la ley de

conservación de la masa.

c) Si tuvieras que explicarle a un amigo cómo se hacen los

siguientes procedimientos, qué le dirías?


Módulo Química

35

-i) ¿Cómo hiciste para saber escribir la fórmula química del

óxido plumboso?

-ii) ¿Cómo hiciste para ajustar (balancear) la ecuación química?

8. Con respecto al primer tramo del texto, y con el fin de que ejercites el proceso de escritura (no copies y pegues de internet)

a. Investigar sobre al menos dos compuestos o elementos metálicos de interés práctico o tecnológico que explique por qué los países compiten por el acceso a estos materiales.

b. hacer una reflexión sobre los costos energéticos y ambientales relacionados con la obtención de estos compuestos y vincularlo con su utilidad, su destino y de qué modo se podrían minimizar los daños.

9. Con relación a la resolución de la actividad de lectoescritura ¿Las consignas te resultaron comprensibles?¿Qué dificultades tuviste? Si hubo errores ¿Cuáles fueron? ¿A qué creés que se debieron?

Bibliografía

Química – Estructura, propiedades y transformaciones de la materia. A.

Candás, D. Fernández, G. Gordillo, E. Wolf. Ed. Estrada. 2001.

Química. R. Chang. Ed. Mc Graw Hill. 2007.

Química para el nuevo milenio. Hill y Kolb. Ed. Prentice Hall. 1999.

Temas de Química General. Angellini, Baumgartner, Benítez, Bullwik. Ed.

Universitaria. 1988.

Química. La Ciencia Central. T.L.Brown, H.E.Le May, Jr., B.E.Bursten,

J.R.Burdge. Ed. Pearson. 2004.

Química General - Un nuevo enfoque en la Enseñanza de la Química.

J.C. Guardado, M.E. Osuna Sánchez, J.I. Ortiz Robles. Dirección General

de Escuelas Preparatorias. 2008.

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