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Química I SEGUNDO SEMESTRE
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Créditos
Profesora: Andrónica Hernández Sánchez Profesor: Francisco Iván Oliveros Serrano Subdirección de Planeación Curricular Dirección de Planeación Académica
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Índice
INTRODUCCIÓN
CORTE DE APRENDIZAJE 1. Estados de agregación de la materia 5
Conocimientos previos
Contenidos
Autoevaluación
¿Quieres conocer más?
Fuentes Consultadas
CORTE DE APRENDIZAJE 2. Mezclas y sustancias 27
Conocimientos previos
Contenidos
Autoevaluación
¿Quieres conocer más?
Fuentes Consultadas
CORTE DE APRENDIZAJE 3. Cambio Químico 45
Conocimientos previos
Contenidos
Autoevaluación
¿Quieres conocer más?
Fuentes consultadas
EVALUACIÓN FINAL 59
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En el contexto actual, derivado de la contingencia sanitaria por COVID 19, el Colegio de Bachilleres ofrece a la comunidad escolar una guía de estudio para la materia de Química I, con el propósito de lograr que adquieras los conocimientos esenciales de la materia, mismos que son pieza clave en tu desempeño académico y social. Esta guía fue elaborada con base en los propósitos establecidos en el plan y programas de estudio vigentes para lo cual se han delimitado aprendizajes esenciales que constituyen conocimientos, prácticas, habilidades, actitudes y valores, y tiene la intención de contribuir a que logres adquirir los aprendizajes comprendidos en los tres cortes de la asignatura de Química I. Para el logro de los aprendizajes es necesario que recuerdes información que previamente has aprendido en otras asignaturas tanto de secundaria como de bachillerato. La estructura de la guía se compone de: Corte uno, en el que se abordarán tres grandes contenidos que comprenden, la ciencia y su relación con la tecnología, sociedad y ambiente, las propiedades de la materia como reflejo de su estructura nanoscópica y la energía y su intervención para cambiar las propiedades de los materiales. Corte dos, en donde aprenderás sobre las diferencias entre mezclas y sustancias, el comportamiento de las dispersiones o mezclas, diferentes métodos de separación, sistemas dispersos en los sistemas biológicos y en el entorno y harás cálculos para determinar la concentración porcentual en masa, volumen, y ppm de las disoluciones. Finalmente, en el corte tres donde revisarás el cambio químico como un proceso en el que a partir de ciertas sustancias iniciales se producen otras, la teoría atómica de Dalton, las reglas de formación de compuestos, la simbología química para representar átomos, moléculas e iones y el uso de las reglas de nomenclatura de la IUPAC para nombrar compuestos y fundamentar la importancia de la nomenclatura. Al final de cada tema se presentan actividades que tendrás que realizar para reforzar tu aprendizaje.
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ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Al finalizar el corte, serás capaz de valorar las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos cotidianos en los que se involucran los estados de agregación de la materia y sus cambios, a partir del uso de modelos, la obtención, registro y sistematización de la información y la experimentación para responder a preguntas relacionadas con tu entorno y establecerás la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente.
Contenidos específicos Aprendizajes esperados
• La ciencia y su relación con la tecnología, sociedad y ambiente.
• Las propiedades de la materia son reflejo de su estructura nanoscópica.
• La energía y su intervención para cambiar las propiedades de los materiales
• Construirás interrelaciones entre ciencia, tecnología, sociedad y ambiente (enfoque CTSA), en contextos históricos y sociales específicos.
• Diferenciarás, los estados de agregación de la materia, con base en el modelo de partícula.
• Inferirás la relación fuerzas intermoleculares-estado de agregación, al explicar los cambios de estado de agregación de la materia.
• Valorarás el uso de modelos científicos en la explicación de fenómenos de tu entorno.
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Para que logres desarrollar los aprendizajes esperados correspondientes a este corte es importante que reactives tus conocimientos previos.
Aprendizajes previos
• ¿Qué es materia?
• ¿Qué es energía?
• Ciencia
• Tecnología
• Modelos científicos
• Estados de agregación de la materia
• Cambios químicos
• Cambios físicos
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Subraya la respuesta correcta. 1. La materia es: a) la masa que tiene un cuerpo b) el volumen que presenta cualquier cosa c) todo lo que ocupa un lugar en el espacio d) el lugar que ocupa un cuerpo 2. La energía es la: a) interacción entre las sustancias b) interconversión de trabajo a otro c) transferencia de masa a otro cuerpo material d) capacidad de realizar trabajo 3. En una competencia deportiva se realizaron pruebas de dopaje a los participantes, debido a que estas pruebas no fueron concluyentes y se tenía la sospecha del uso de sustancias para aumentar el rendimiento, se realizaron nuevos análisis utilizando instrumentos y técnicas de análisis más avanzadas, estos últimos resultados permitieron identificar a dos deportistas dopados. Para resolver el problema se recurrió a: a) la química y su objeto de estudio b) la medicina para estudiar la anatomía de los deportistas c) la ciencia y la tecnología d) el análisis físico de los deportistas
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4. El agua se encuentra como líquido en ríos, lagos, lagunas y agua subterránea en el mar, como sólido en iceberg, hielo en los polos y nieve en los volcanes, como gas en la atmosfera y al formar nubes. En el enunciado se mencionaron: a) los componentes del agua b) los cambios de estado del agua c) el ciclo del agua en el planeta tierra d) los estados de agregación del agua 5. La ciencia utiliza modelos científicos que permiten explicar hipótesis, teorías y principios científicos, que son útiles para comprender y describir los fenómenos o procesos del mundo que nos rodea. El siguiente sería un ejemplo de modelo científico: a) sublimación del hielo seco b) disolución de etanol en agua c) experimentación con una droga d) representación de la molécula de glucosa
Instrucciones: Coloca en el paréntesis, una Q si es ejemplo hace referencia a un cambio químico o una F si lo hace a un cambio físico
1. Sublimación del paradiclorobenceno, que se utiliza como desodorizar en las tazas
de baño ( )
2. Disolución de cloruro de sodio en agua ( )
3. Adición de una pastilla de Alka zeltzer en un vaso de agua ( )
4. Adición de clarasol para quitar una mancha en una camisa blanca ( )
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LA CIENCIA Y SU RELACIÓN CON LA TECNOLOGÍA, SOCIEDAD Y AMBIENTE A lo largo de este corte, aprenderás que la química tiene injerencia en todas las áreas de la ciencia y la tecnología, por ejemplo, en la medicina al desarrollar analgésicos, vacunas, anticonceptivos, anestesias, en el diagnóstico de enfermedades y en la obtención de nuevos materiales para la construcción y reconstrucción de órganos; en el campo de la agricultura y ganadería participa para satisfacer las necesidades alimentarias de la población cada vez más creciente, al obtener fertilizantes e insecticidas, en la conservación de frutas y verduras, en la producción de vacunas para el ganado y en la obtención de plantas y animales genéticamente más resistentes. Aunado a lo anterior, la química también tiene injerencia en aspectos como:
• La creación de nuevos materiales como los polímeros sintéticos que abundan en
nuestras vidas, desde la producción de cerámicas de alta tecnología utilizadas en la
industria hasta la construcción de naves espaciales, aleaciones metálicas con mejores
propiedades y más resistentes a la corrosión, en la potabilización del agua cuya
demanda es cada vez más creciente.
• La generación de energía, donde la química nos ayuda a entender el mundo material,
su composición y su funcionamiento, que impacta directamente en nuestras vidas.
• En el estudio de la contaminación ambiental identificando los principales gases o
sustancias que impactan tanto en el aire, como en el agua o en la tierra.
• En la obtención y utilización de sustancias como gas mostaza, gas sarín, agente naranja
o armamento nuclear.
Pero, ¿a qué nos referimos cuando hablamos de ciencia y tecnología? La ciencia es el estudio de cómo están conformados y cómo funcionan los fenómenos, procesos, sistemas, objetos o cualquier cosa, mediante la investigación y uso del método científico para llegar a obtener conclusiones, validar hipótesis, proponer modelos científicos, obteniendo teorías, principios y leyes. La tecnología, por su parte es la aplicación de los conocimientos adquiridos para crear, obtener y resolver problemas concretos de la sociedad y del ambiente. Por ejemplo, en 1995 Mario Molina fue galardonado con el Premio Nobel de Química, por su trabajo en el estudio de las reacciones químicas de la atmósfera, particularmente en la formación y descomposición del ozono. En 1970 se realizaron hallazgos del adelgazamiento de la capa de ozono principalmente en la zona de la Antártida,
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posteriormente se reportaron agujeros en la capa de ozono, Mario Molina con sus colaboradores pudieron comprobar que se debía a las emisiones antropogénicas principalmente de los fluorocarbonados (CFC), que se utilizaban como refrigerantes; a raíz de este estudio se alertó a la comunidad científica y autoridades, ya que la capa de ozono protege a todos los seres vivos de los rayos ultravioleta, estos pueden desarrollar cáncer en los individuos además de contribuir a que los polos se derritan y al cambio climático, por este motivo se tomaron acciones en el Protocolo de Montreal en donde los países firmaron un tratado, comprometiéndose a disminuir la emisión de flurocarbonados (CFC), sustituyéndolos tecnológicamente por otras sustancias que no provocan destrucción de la capa de ozono, estos son los hidrofluorocarbonos (HFC). En el año 2000 se empezó a restablecer la capa de ozono. Esto es un claro ejemplo de la relación entre la ciencia, tecnología, sociedad y ambiente. ACTIVIDAD 1. Instrucciones: Investiga a los siguientes ganadores de premio nobel e indica ¿cuáles fueron sus investigaciones científicas (Ciencia)?, ¿cuál es la aplicación de sus estudios (Tecnológica)?, ¿qué relación tiene con la sociedad y/o el ambiente? y completa el cuadro. 1. Adolf Friedrich Johann Butenandt ganador del Premio Nobel de Química 1939.
Investigación científica
Aplicación de sus estudios
Relación con la sociedad y/o el ambiente
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2. Hermann Staudinger, ganador del Premio Nobel de Química 1953
Investigación científica
Aplicación de sus estudios
Relación con la sociedad y/o el ambiente
3. Akira Yoshino, Michael Stanley Whittingham, John Bannister Goodenough,
ganadores de Premio Nobel en el 2019.
Investigación científica
Aplicación de sus estudios
Relación con la sociedad y/o el ambiente
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LAS PROPIEDADES DE LA MATERIA SON REFLEJO DE SU ESTRUCTURA NANOSCÓPICA
En este tema estudiarás los estados de agregación de la materia, con base en el modelo de partículas. Modelos Científicos Los modelos científicos en química y en las ciencias son importantes porque con ellos se representan, explican o predicen fenómenos, procesos o sistemas (químicos, físicos o nucleares). Los modelos tratan de representar lo más real posible los hechos o principios involucrados en el fenómeno estudiado, en ocasiones utilizan analogías para explicarlos de una forma más sencilla y que las personas que no son expertas en el tema puedan comprenderlos. Existen diferentes modelos en ciencia, los que utilizaremos en este curso son los siguientes: Modelos icónicos. Son imágenes o dibujos que representan parte de la realidad que se desea mostrar. Las maquetas son modelos icónicos que representan lo más fiable posible lo que se está estudiando. Ejemplo Modelos gráficos. En este tipo de modelo, se relacionan las variables que rigen a un fenómeno o sistema en particular y que dan cuenta de su comportamiento, a partir de estas representaciones se pueden hacer generalizaciones y obtener modelos matemáticos.
0
1
2
3
26 26 26 27 28 29 30 30.5 31 31.5
Alt
ura
del
agu
a
Temperatura (°C)
Altura del agua vs Temperatura
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Modelos matemáticos. Representan la relación entre dos o más variables de manera cuantitativa y se obtienen a partir de la experimentación o mediante el estudio teórico de algún fenómeno o sistema. Ejemplos:
Modelos simbólicos. Se construyen siguiendo reglas precisas, donde el objeto, cosa o sustancia se representa mediante una codificación. Ejemplos 2Al + 3H2O → Al2O3 + H2 ecuación química
Au, Pt, Ag, Na símbolos de los elemento. n° representación del neutrón Modelos conceptuales. Son un conjunto de conceptos relacionados entre sí y que explican lógicamente un fenómeno. Ejemplos Modelo cinético molecular. Modelos atómicos. Modelo del mosaico fluido de la membrana. Modelos de la luz.
MODELO DE PARTÍCULA DE LOS ESTADOS DE AGREGACIÓN Y SUS CAMBIOS
Científicos como Bernoulli, Rudolf Clausius y posteriormente en el siglo XIX Ludwig Boltzmann propusieron la Teoría Cinético Molecular y su modelo para explicar el comportamiento y las propiedades macroscópicas de los gases, esta teoría se aplicó posteriormente a líquidos y sólidos para precisar el comportamiento de la materia. Esta teoría se basa en los siguientes postulados:
1. Los gases están formados por moléculas que se encuentran en constante movimiento.
2. La distancia que separa a las moléculas de los gases es muy grande.
3. Entre las moléculas de los gases no hay fuerzas intermoleculares. 4. La temperatura de los gases es directamente proporcional a la energía cinética
promedio de las moléculas. Para comprender mejor la Teoría Cinética Molecular, se requiere saber que es la energía cinética y que la energía potencial.
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La energía cinética se debe al movimiento de las partículas, mientras que su energía potencial es la energía que tienen los cuerpos de acuerdo con su posición, es muy pequeña y en las sustancias decimos que es la energía almacenada en los enlaces químicos. En los postulados en lugar de la palabra molécula se agregó la palabra “partícula”. Estas partículas pueden ser iones, átomos o moléculas y las fuerzas pueden ser de cohesión, adhesión e intermoleculares, obteniéndose finalmente el “Modelo de partícula”, estas partículas son modeladas mediante círculos, puntos, esferas u otras figuras geométricas, para explicar el comportamiento y propiedades de los estados de agregación. Modelos para representa a las partículas
Las fuerzas intermoleculares son las que mantienen unidas a las moléculas en el estado sólido o líquido y se presentan en sustancias que tienen enlace covalente, por ejemplo: agua, etanol, acetona, gasolina, thinner y azúcar común (sacarosa). Las fuerzas de cohesión se dan entre sustancias iguales, aquí entran todas las sustancias incluyendo aquellas que no forman moléculas como el cloruro de sodio, hidróxido de calcio, mercurio y cobre. Las fuerzas de adhesión incluyen las fuerzas intermoleculares que se presentan entre el agua y el azúcar, pero también aquellas que no forman moléculas como el cobre y estaño para dar bronce.
Características SÓLIDO LÍQUIDO GAS PLASMA
Representación
mediante el
modelo de
partícula
Separación de
las partículas
La separación
es pequeña
comparada con
los otros estados
de agregación.
Las separación es
más grande que en
un sólido, pero
pequeña
comparada con la
de un gas.
La distancia que
separa a las
partículas es
bastante grande
comparada con
sus dimensiones
que son
despreciables.
Hay separación
de iones
positivos y
negativos.
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Movimiento de
las partículas
Se mueven
vibrando.
Se mueven
desplazándose
unas sobre otras.
Están en
constante
movimiento,
chocando unas
con otras y con las
paredes del
recipiente que las
contiene.
Están en
constante
movimiento en
forma colectiva,
con choques
violentos,
emitiendo luz.
Energía
cinética
Su energía
cinética es
pequeña
comparada con
los otros
estados.
La energía cinética
es más grande que
en un sólido.
Su energía
cinética es mucho
mayor que la del
sólido y líquido.
La energía
cinética es
grande.
Energía
potencial
Es grande. Es mediana. Es pequeña. Es pequeñísima.
Fuerzas entre
partículas.
Muy grande
comparada con
los líquido.
Estas son débiles. Son nulas o casi
nulas.
De origen
electrostático.
Ejemplos
Azúcar, sal de
mesa, madera,
tierra.
Agua, etanol,
gasolina, aceite.
El dióxido de
carbono en los
refrescos, el aire
formado por una
mezcla de gases.
En las auroras
boreales o en
los rayos de una
tormenta y en el
sol.
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Una vez revisado el contenido serás capaz de diferenciar los estados de agregación de la materia, con base en el modelo de partícula. ACTIVIDAD 2. Contesta las siguientes preguntas. 1. ¿Puede la ciencia prescindir de los modelos científicos? ¿Por qué?
2. Para explicar los fenómenos que suceden en nuestro entorno, ¿a qué tipos de modelos científicos se recurre?
3. Mediante el modelo de partículas representa los siguientes tipos de materia y coloca su estado de agregación.
a. Un codo de cobre
b. Acetona
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c. Gases nobles en las celdas de un televisor encendido.
d. Gas LP escapándose del tanque de gas.
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4. Describe las características de los siguientes estados de agregación que se representan mediante el modelo de partícula y coloca un ejemplo. a.
b.
LA ENERGÍA Y SU INTERVENCIÓN PARA CAMBIAR LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
En todos los fenómenos ya sean químicos, físicos o nucleares, siempre hay una energía involucrada. Toda la materia tiene una energía cinética y potencial, la suma de ambas da la energía interna de la materia. La energía cinética se debe al movimiento de las partículas y de todos sus constituyentes como los átomos, moléculas o iones que la forman, mientras que la energía potencial se debe a las fuerzas intermoleculares, que mantienen unidas a las moléculas y a las fuerzas interatómicas que son los enlaces químicos. La adición o absorción de energía en la materia provoca que la energía interna se modifique y que la materia sufra cambios. Los cambios de estado como son el punto de fusión en los sólidos o la sublimación, la
evaporación y el punto de ebullición en un líquido, la condensación y deposición en
los gases o la formación de plasma, se pueden explicar en función de la energía cinética
y de las fuerzas intermoleculares, utilizando modelos científicos.
También pueden explicarse otras propiedades de los estados de agregación como son
la tensión superficial, viscosidad de los líquidos, o comprensibilidad en los gases y
la difusión, entre otras.
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ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
Estado sólido
En un sólido las partículas están próximas, las interacciones entre estas son grandes, por lo que sus posiciones son fijas, adoptando una estructura de volumen y forma definida, debido a la proximidad de las moléculas estas no se pueden comprimir. Las partículas se encuentran vibrando con una cierta energía cinética, cuando aumenta la temperatura aumenta la energía cinética y las vibraciones son más rápidas aumentando el volumen del sólido, este fenómeno se llama dilatación. Si la temperatura es suficiente, se vencen las fuerzas de atracción, las partículas abandonan su posición y hay un cambio de estado (fusión).
Estado líquido
El líquido es un estado de agregación de la materia, es fluido altamente incompresible, tiene volumen, pero no tiene forma definida, presenta viscosidad, tensión superficial, punto de ebullición, punto de solidificación. Estas propiedades se deben a las fuerzas de cohesión, adhesión o intermoleculares que se dan entre las partículas del líquido, que son menores que en el estado sólido, por lo que están en movimiento constante desplazándose unas sobre otras. Si la temperatura aumenta la energía cinética de las partículas aumenta moviéndose más rápido y aumentando el volumen (dilatación) si la energía es suficiente hay cambio de estado (evaporación), ya que se rompen las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas. Al disminuir la energía cinética de las moléculas del líquido debido a que disminuye la temperatura, las moléculas empiezan a tomar posiciones fijas y hay un cambio de estado (solidificación).
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Estado gaseoso
Estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Debido a que sus partículas se encuentran libres, ocupan todo el volumen del recipiente que la contiene, se pueden comprimir debido a que hay bastante espacio entre las moléculas, si la presión es suficiente se pueden licuar es decir, pasan al estado líquido al disminuir su energía cinética y establecer fuerzas intermoleculares. El vapor también es un gas se refiere estrictamente para aquel gas que resulta de la evaporación de un líquido y el gas es una sustancia que a temperatura ambiente está en este estado de agregación. Si disminuye la temperatura de las moléculas de un gas disminuyen su energía cinética y se empiezan a formar fuerzas intermoleculares entre las partículas y el gas cambia de estado de agregación (condensación).
Plasma
Es el cuarto estado de agregación de la materia, no tiene una forma o volumen definido,
pero a diferencia del gas en el que no existen efectos colectivos importantes en el plasma
si, sus partículas están cargadas (ionizada: electrones negativos y iones positivos) y
existen fuerzas de atracción electrostática. El plasma se da cuando la materia es
sometida a grandes temperaturas y esto dependerá de la sustancia. El plasma es
químicamente muy reactivo, si la sustancia es un compuesto como por ejemplo el agua
entonces cuando se enfría no solamente se obtiene agua, sino agua oxigenada, hidrogeno
y oxígeno. Si es un solo elemento al enfriarse solo se obtiene el elemento.
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CAMBIOS DE ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Cuando la materia pasa de un estado de agregación a otro sin que haya sufrido cambio
en su composición interna (es la misma sustancia), hay un cambio de estado físico y se
debe a la trasferencia de energía en forma de calor.
Ejemplos:
Evaporación. Cuando se deja abierta la cetona después de cierto tiempo se reduce su volumen, paso del estado líquido al gas. Condensación. Las gotas de agua que se forman en el espejo después de terminar de bañarse con agua caliente presentan condensación, es decir, se observa el paso del estado gaseoso al líquido. Solidificación. Cuando la grasa caliente que está en forma líquida se deja enfriar, pasa del estado líquido al sólido. Sublimación. El paradiclorobenceno que se encuentra en las pastillas para baño y desodoriza el ambiente, pasa del estado sólido al gaseoso. Deposición. Cuando dejas una botella cerrada y que tiene agua congelada, puedes observar que después de cierto tiempo en la superficie de la botella hay una fina capa de hielo, paso de vapor a sólido, el agua circundante a la botella que está en forma de vapor
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reduce su energía cinética y las moléculas se mueven más lentamente y empieza a ver fuerzas intermoleculares fuertes entre estas y pasa al estado de vapor. Fusión. Cuando se derrite chocolate que va a servir de cobertura, pasa del sólido al
líquido.
Ahora pon en marcha tus conocimientos para explicar los cambios de estado de agregación
de la materia infiriendo que es lo que sucede con las fuerzas intermoleculares y la energía
cinética mediante el uso de modelos para explicar los cambios de estado de agregación en
fenómenos cotidianos.
ACTIVIDAD 3.
Instrucciones: Completa los siguientes cuadros.
Fenómeno Agua que se derrama en la banqueta y después de cierto tiempo la banqueta ya está seca.
Cambio de estado
Modelo de partícula que representa el cambio.
¿Qué sucede con las fuerzas intermoleculares y la energía cinética?
Proceso exotérmico o endotérmico
Fenómeno Sacar un refresco frio del congelador después de cierto tiempo, hay gotas de agua escurriendo fuera del envase cerrado.
Cambio de estado
Modelo de partícula que representa el cambio.
¿Qué sucede con las fuerzas intermoleculares y la energía cinética?
Proceso exotérmico o endotérmico.
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Fenómeno Mantequilla derritiéndose en una superficie caliente
Modelo de partícula que representa el cambio.
¿Qué sucede con las fuerzas intermoleculares y la energía cinética?
Proceso exotérmico o endotérmico.
Fenómeno Formación de granizo bajo condiciones ambientales adecuadas
Cambio de estado
Modelo de partícula que representa el cambio.
¿Qué sucede con las fuerzas intermoleculares y la energía cinética?
Proceso exotérmico o endotérmico.
Fenómeno Formación de nieve y caída en el volcán Iztaccíhuatl
Cambio de estado
Modelo de partícula que representa el cambio.
¿Qué sucede con las fuerzas intermoleculares y la energía cinética?
Proceso exotérmico o endotérmico.
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En este apartado podrás valorar tu desempeño aptitudinal y actitudinal a lo largo del desarrollo del corte.
Logros mediante mi aprendizaje autónomo
En forma clara
Me cuesta trabajo
No
Puedo establecer interrelaciones entre ciencia, tecnología, sociedad y ambiente (enfoque CTSA), en contextos históricos y sociales específicos.
Soy capaz de diferenciar los estados de agregación de la materia con base al modelo de partícula.
Puedo inferir el comportamiento de las fuerzas intermoleculares y la energía cinética en los cambios de estado de agregación y representarlos mediante modelos.
Establezco metas de aprendizaje.
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En este apartado encontrarás recomendaciones sobre los contenidos específicos del corte; pueden ser lecturas, páginas web, artículos específicos, videos, audios, simuladores, etcétera.
• Estados de agregación de la materia
Gracia. J. Química Genera. Recuperado de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/unidad_1_a_69.pdf
• Cambios de estado de agregación
http://uapas1.bunam.unam.mx/ciencias/cambios_de_estado_de_agregacion_de_la_materia/ http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/propiedadesycambios/ http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/u1tema1.1_28561.pdf
• Simulador de los cambios de estado
https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter/latest/states-of-matter_es.html
• Ganadores de Premio Nobel
https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Ganadores_del_Premio_Nobel
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En esta sección se mencionan las lecturas y documentos que se tomaron en cuenta para realizar el material.
• Chang, R. (2007). Química. México. Mc Graw-Hill.
• Garritz, R. A. y Chamizo, G.J.A. (2001). Tú y la Química. México. Person Educación.
• Brow T. Eugene H. Bruce E. Burdge J. (2004). Química la Ciencia Central. México.
Pearson. Prentice Hall
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Mezclas y sustancias
Al finalizar el corte, serás capaz de explicitar las nociones científicas que sustentan los conceptos de mezcla y sustancia, a partir de los rasgos observables a simple viste de un fenómeno, mediante la experimentación y el uso de modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades, demostrar principios científicos y fundamentar su opinión sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en tu vida cotidiana.
Contenidos específicos Aprendizajes esperados.
• ¿Cuáles son las piezas del
rompecabezas de la materia?
• ¿Cómo modelamos el
comportamiento de la materia?
• Las propiedades de la materia
son reflejo de la estructura
nanoscópica.
• La materia tiene propiedades
que la caracterizan, las cuales
se pueden cuantificar.
• Unidades de concentración
porcentual en masa y en
volumen, así como partes por
millón.
• Explicarás las diferencias entre
mezclas y sustancias, con base en el
tipo de partículas que lo componen.
• Deducirás la diferencia entre sustancia
y mezcla de manera experimental.
• Explicarás el comportamiento de las
dispersiones o mezclas: disoluciones,
coloides y suspensiones utilizando el
modelo de partícula.
• Identificarás los componentes de una
mezcla al aplicar diferentes métodos
de separación.
• Describirás la utilidad de los sistemas
dispersos en los sistemas biológicos y
en el entorno.
• Identificarás que la concentración mide
cuanto de una sustancia esta
mezclada con otra.
• Realizarás los cálculos para
determinar la concentración porcentual
en masa y en volumen, así como ppm
de las disoluciones.
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Para el logro de los aprendizajes es necesario que recuerdes información que previamente has aprendido, a esto se le conoce como conocimientos previos. Aprendizajes previos:
• ¿Qué considera el lenguaje químico inorgánico?
• Cualidades de la materia
• Características de cada uno de los estados de agregación de la materia
• Tipos de mezcla que existen en la naturaleza
• ¿Qué diferencia existe entre una mezcla homogénea y una mezcla heterogénea?
• ¿Cuáles son los tres métodos de separación?
• ¿Cómo podemos saber la cantidad de materia en una mezcla?
• ¿Qué institución u organismo es la encargada de normar o reglamentar la escritura de los compuestos químicos?
Evaluación diagnóstica Instrucciones: Contesta las siguientes preguntas colocando dentro del paréntesis la opción correcta.
A. ( ) ¿Cuál de las siguientes opciones corresponde al concepto de ciencia?
a. Estudio de los fenómenos, procesos, sistemas u objetos utilizando el método
científico.
b. Aplicación de los conocimientos adquiridos para crear, obtener y resolver
problemas
B. ( ) La _______ es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio
a. Materia
b. Energía
c. Luz
d. Gravedad
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C. ( ) La ___________, está formada por átomos o moléculas iguales con
propiedades específicas y no es posible dividirse o superarse en otras sustancias.
a. Molécula
b. Sustancia
c. Materia
d. Mezcla
D. ( ) Mezcla que tienen apariencia totalmente uniforme, ya que sus componentes
no pueden distinguirse a simple vista.
a. Puras
b. Materia
c. Homogéneas
d. Heterogéneas
E. ( ) Los siguientes son métodos de separación de las mezclas, excepto.
a. Gravedad
b. Centrifugación
c. Destilación
d. Filtración
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MEZCLAS Y SUSTANCIAS Como ya revisamos, todo lo que existe (materia) está constituido de partículas microscópicas denominadas átomos. Desde el punto de vista químico la materia está formada por sustancias puras y mezclas. Las sustancias puras son los elementos y los compuestos. Las mezclas se forman mediante la unión física de sustancias puras y estas predominan en la naturaleza. Una sustancia pura no presenta contaminación de otra sustancia y tiene propiedades físicas y químicas y bien determinadas, ya que todas sus partículas son iguales, con una composición definida y constante y no puede obtener otras sustancias a partir de métodos físicos. Un elemento lo forman átomos del mismo tipo y no puede descomponerse por medios químicos en otras sustancias más sencillas, por ejemplo: el azufre, el aluminio, el hierro entre muchos otros. Un compuesto es la combinación de dos o más elementos en proporciones constantes y definidas, con intervención de energía, los elementos dan origen a una nueva sustancia con propiedades a distintas a las que dieron origen. Una mezcla es la unión de dos o más sustancias puras en proporciones variables, sus componentes se pueden separar fácilmente empleados en medios físicos. Las mezclas se dividen en dos grandes grupos homogéneos y heterogéneos. Las mezclas heterogéneas tienen diferente composición y normalmente presentan más de una fase, a simple vista se puede decidir si una mezcla es homogénea o heterogénea cuando esto no ocurre así, se tiene que considerar el de las partículas que se disgregan en el disolvente de una disolución, suspensión o coloide. Las propiedades fisicoquímicas de los sistemas coloidales son diferentes en las disoluciones, así como en las suspensiones. Su aplicación tiene como base la interacción de las dos fases en las superficies que los separa, por ejemplo, el agua sucia.
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Materia
AireSal de mesa
Elemento
ACTIVIDAD 1. Instrucciones. Completa el siguiente diagrama según la clasificación de la materia.
ACTIVIDAD 2. Instrucciones. Identifica de manera visual en Internet o en un libro los siguientes elementos y compuestos y coloca dentro del paréntesis una E si corresponde a un elemento o una C si corresponde a un compuesto. 1. Hierro ( ) 6. Vinagre ( )
2. Azúcar ( ) 7. Agua destilada ( )
3. Cal ( ) 8. Plomo ( )
4. Carbón vegetal ( ) 9. Oro ( )
5. Azufre en polvo ( ) 10. Etanol ( )
30
ACTIVIDAD 3. Instrucciones. Con base en las propiedades de una disolución, una suspensión y un coloide, realiza un cuadro comparativo con las características más importantes.
Tipo de Mezcla heterogénea
Características más importantes
Dis
olu
ció
n
Su
sp
en
sió
n
Co
loid
e
ACTIVIDAD 4. Instrucciones. Identifica de manera visual en Internet o en un libro las siguientes mezclas heterogéneas y coloca dentro del paréntesis una D si es una disolución, S si es una suspensión y C si corresponde a un coloide. 1. Tolvanera ( ) 6. Refresco ( )
2. Agua y Aceite ( ) 7. Merengue ( )
3. Arena en agua ( ) 8. Leche ( )
4. Sangre ( ) 9. Pintura ( )
5. Gelatina ( ) 10. Jugo con pulpa ( )
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SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA
Para separar la mezcla se aprovechan las propiedades físicas de las sustancias que la integran. Los métodos empleados en dichas separaciones pueden mecánicos o físicos y los podemos clasificar según el estado de agregación de los componentes como se muestran a continuación.
Métodos para separar sólidos de
sólidos:
Métodos para separar sólidos de
líquidos:
Métodos para separar líquidos
de líquidos: Cromatografía.
• Tamizado.
• Flotación.
• Arrastre con
agua.
• Magnetismo.
• Sublimación.
• Decantación.
• Filtración.
• Centrifugación.
• Cristalización.
• Floculación y
coalescencia.
• Diálisis.
• Embudo de
separación.
• Destilación
simple o
fraccionada.
• Cromatografía.
ACTIVIDAD 5. Instrucciones. Investiga los siguientes métodos de separación, describe brevemente el procedimiento y ejemplifica, a través de una ilustración.
Método de separación.
Procedimiento Ejemplo (ilustración)
Ta
miz
ado
Ma
gne
tism
o.
Su
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n.
32
Método de separación.
Procedimiento Ejemplo (ilustración)
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|SEGUNDO SEMESTRE
Método de separación.
Procedimiento Ejemplo (ilustración)
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.
CONCENTRACIÓN EN UNIDADES FÍSICAS Las disoluciones son tan comunes que con el fin de aprender química es importante conocer su comportamiento. Una disolución contiene una o más sustancias llamadas solutos, que se disuelve en una sustancia llamada solvente. El soluto es un componente que se halla en menor proporción, mientras que el solvente se presenta en mayor proporción. La concentración de una disolución es la medida de cuanto soluto esta disuelto en una cantidad específica de solvente o disolución. Según la cantidad de soluto que contiene las disoluciones se clasifican en:
• Diluida. Es aquella que contiene poco soluto.
• Concentrada. Contiene una gran cantidad de soluto.
• Saturada. Presenta la máxima cantidad de soluto a determinada temperatura.
• Sobresaturada. Presenta la máxima cantidad de soluto, y se necesita calor para
disolverlo.
Las descripciones cualitativas se pueden utilizar, pero se conoce mejor la concentración de una disolución mediante una descripción cuantitativa. Las más usadas para indicar la concentración de solutos son el porcentaje en masa, el porcentaje en volumen y la expresión de partes por millón. Cuando se expresa la concentración de una disolución en porcentaje en masa, debemos medir la cantidad de soluto y de disolvente en la misma unidad de masa; por ejemplo, en gramos (g):
𝒑𝒐𝒓𝒄𝒆𝒏𝒕𝒂𝒋𝒆 𝒆𝒏 𝒎𝒂𝒔𝒂 = 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐
𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 𝒙 𝟏𝟎𝟎
O bien, dicho de otra forma
𝒑𝒐𝒓𝒄𝒆𝒏𝒕𝒂𝒋𝒆 𝒆𝒏 𝒎𝒂𝒔𝒂 = 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐
𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐 + 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒙 𝟏𝟎𝟎
Ahora bien, el razonamiento para expresar la concentración de una disolución en porcentaje en volumen es la misma, y debe de medir la cantidad de soluto y de disolvente en la misma unidad de volumen, por ejemplo, en mililitros (ml):
34
𝒑𝒐𝒓𝒄𝒆𝒏𝒕𝒂𝒋𝒆 𝒆𝒏 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 = 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐
𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 𝒙 𝟏𝟎𝟎
Pese a la similitud en el cálculo de porcentaje en masa y en volumen, existe una diferencia importante: cuando trabajamos la masa podemos sumar la del soluto y la del disolvente y obtendremos el de la disolución, pero con el volumen esto no resulta tan sencillo, ya que al juntar dos líquidos sus partículas pueden atraerse entre ellas y acomodarse de tal forma que el total del volumen sea un poco diferente a la suma de los volúmenes por separado. Por ejemplo: Calcular el porcentaje en volumen de una disolución que contiene 12 ml alcohol que se completa con agua hasta 100 ml
𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑒𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 12 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙
100 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑥 100
= 0.12 𝑥 100 = 𝟏𝟐%
Las partes por millón (ppm) son unidades de concentración utilizadas en el ámbito industrial, para la determinación de contaminantes, en minería y en algunas técnicas de análisis químicos. La concentración en partes por millón (ppm) es la cantidad en miligramos (mg) de soluto por cada litro de disolución para disoluciones liquidas.
𝒑𝒂𝒓𝒕𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒎𝒊𝒍𝒍𝒐𝒏 (𝒑𝒑𝒎) = 𝒎𝒊𝒍𝒊𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐
𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏
ACTIVIDAD 6. Instrucciones. Con la ayuda de los cálculos necesarios, resuelve los siguientes problemas sobre porciento en masa, porciento en volumen y partes por millón (ppm). Ejercicios de porcentaje en masa y porcentaje en volumen.
1. ¿Cuál es el porcentaje en masa de una disolución de 1800g de agua de Jamaica
si se le agregaron 120 g de azúcar?
2. ¿Cuál es el % en masa de una taza de té si le agregaron 0.5 gramos de azúcar a
320 g de agua?
3. ¿Qué % en volumen de alcohol tiene una botella de cerveza de 875 ml con 8 ml de
alcohol?
4. ¿Qué volumen de jugo de limón se necesitan para preparar una disolución de
2000 ml al 15%?
|SEGUNDO SEMESTRE
5. Cuando se evaporan 50 g de solución de sulfato de sodio (Na2SO4) hasta
sequedad, se produce 20 gramos de sal, ¿Cuál es % de sal en la solución?
6. Si se disuelven 20 ml de alcohol en 80 ml de agua, ¿cuál es el % de alcohol en la
solución?
7. Deseamos preparar 600 gramos de una solución con una concentración al 5%;
calcula la cantidad de soluto que se necesita.
8. ¿Cuál es el % en peso de una solución que se ha preparado disolviendo 15
gramos de cloruro de sodio (Mal) en 150 gramos de agua?
9. ¿Cuál es % en volumen de alcohol de una botella de Brandy, si en 473 ml hay 16
ml de alcohol?
Puedes ocupar este espacio para realizar tus operaciones.
36
Ejercicios de partes por millón PPM
1. Calcula las ppm de 85 mg de Cl en 2900 ml de agua (H20)
2. Calcula las ppm de 0.068 g de cloruro de sodio (Mal) en 5.5 litros de agua (H20)
3. El agua de mar contiene 6.7 x 10 -2 gramos de ion bromuro Br - por kilogramo de agua
(H20). ¿Cuál es la concentración del ion bromuro en ppm?
4. Las normas de salud pública permiten un total de 500 ppm de solidos disueltos en el
agua potable. Si al evaporar una muestra de 500ml de agua, queda un residuo de
0.046 g de sólidos, ¿está dentro de los límites o excede la concentración máxima
permitida?
5. En un control sanitario se detectan 5 mg de mercurio (Hg) en un pescado de 1,5 k
Calcula la concentración en ppm de mercurio (Hg)
Puedes ocupar este espacio para realizar tus operaciones.
|SEGUNDO SEMESTRE
38
En este apartado podrás valorar tu desempeño aptitudinal y actitudinal a lo largo del desarrollo del corte.
Logros mediante mi aprendizaje autónomo
En forma clara
Me cuesta trabajo
No
Puedo explicar las diferencias entre mezclas y sustancias, con base en el tipo de partículas que lo componen
Soy capaz de explicar el comportamiento de las dispersiones o mezclas: disoluciones, coloides y suspensiones utilizando el modelo de partícula.
Puedo identificar los componentes de una mezcla al aplicar diferentes métodos de separación.
Soy capaz de describir la utilidad de los sistemas dispersos en los sistemas biológicos y en el entorno.
Soy capaz de identificar que la concentración mide cuanto de una sustancia esta mezclada con otra.
Puedo realizar cálculos para determinar la concentración porcentual en masa y en volumen, así como ppm de las disoluciones.
Establezco metas de aprendizaje
|SEGUNDO SEMESTRE
En este apartado te recomendamos páginas web y videos para que complementes algunos contenidos considerados en esta guía. Métodos de separación de mezclas
• http://www.objetos.unam.mx/quimica/sustanciasPuras/
• http://www.objetos.unam.mx/quimica/mezcla/index.html
• http://www.cch-naucalpan.unam.mx/guias/quimica/EX_QUIMICA_I_2011.pdf
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/metodo_separacion_mezclas/
Unidades de concentración porcentual en masa y en volumen, así como partes por millón.
• http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Apuntes_sobre_concentraciones_28204.pd
f
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71218/concentracion-partes-por-millon-
ppm
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71217/concentracion-porcentual-
volumen-volumen-v-v
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71215/concentracion-porcentual-masa-
masa-m-m
40
En esta sección mencionan las lecturas y documentos que se tomaron en cuenta para realizar el material.
• Allier, C.; Castillo S., Química General, Mc Graw Hill, México 2011.
• Chang, R., Química general para Bachillerato, Mc Graw Hill, México 2008.
• John h.; Doris K., Química para el nuevo milenio, Pearson, México 1999
• Ramírez L., Química I ECO Graft S.A. de C.V., México 2017
• https://www.ejemplos.co/30-ejemplos-de-la-quimica-en-la-vida-
cotidiana/#ixzz6MMii64Up
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71218/concentracion-partes-por-
millon-ppm
• http://www.objetos.unam.mx/quimica/sustanciasPuras/
• http://www.objetos.unam.mx/quimica/mezcla/index.html
• http://www.cch-naucalpan.unam.mx/guias/quimica/EX_QUIMICA_I_2011.pdf
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/metodo_separacion_mezclas/
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/clasificacion_materia/
• https://www.youtube.com/watch?v=BLpAozmnSmQ
• http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Apuntes_sobre_concentraciones_2820
4.pdf
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71218/concentracion-partes-por-
millon-ppm
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71217/concentracion-porcentual-
volumen-volumen-v-v
• https://www.rua.unam.mx/portal/recursos/ficha/71215/concentracion-porcentual-
masa-masa-m-m
• https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/modelos_atomicos/m
odelosatomicos
• https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/modelos_atomicos/mod
elosatomicos
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/teoria_atomica_de_dalton/
• https://e1.portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/unidad1/reaccionesQui
micas/compuestos
• http://asesorias.cuautitlan2.unam.mx/inorganica/profes/asp/apuntes/nomquim.pdf
|SEGUNDO SEMESTRE
42
Cambio Químico
Al finalizar el corte serás capaz de analizar las leyes que rigen los cambios químicos de la materia y la clasificación de los elementos, a partir de relacionar las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza con los rasgos, observables a simple vista mediante la experimentación, para valorar las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.
Contenidos específicos Aprendizajes esperados.
• ¿Cuáles son las piezas del
rompecabezas de la materia?
• Leyes de la conservación.
• La formación de los compuestos
tiene reglas, la formación de las
mezclas no.
• ¿Cómo se forman y nombran
los compuestos químicos?
• La ciencia trabaja con modelos
y tiene lenguajes particulares.
• Explicarás el cambio químico como un
proceso en el que a partir de ciertas
sustancias iniciales se producen otras,
debido al reacomodo de átomos (teoría
atómica de Dalton).
• Deducirás la conservación de la masa
en los cambios de la materia de
manera experimental.
• Identificarás y comprende las reglas de
formación de compuestos.
• Utilizarás la simbología química para
representar átomos, moléculas e
iones.
• Aplicarás las reglas de nomenclatura
de la IUPAC para nombrar compuestos
(binarios y terciarios) y fundamentar la
importancia de la nomenclatura.
|SEGUNDO SEMESTRE
Para que logres desarrollar los aprendizajes esperados correspondientes al corte 3 es importante que reactives tus conocimientos previos. Aprendizajes previos
• Lenguaje químico inorgánico
• Cualidades de la materia
• Características de cada uno de los estados de agregación de la materia
• Tipos de mezcla que existen en la naturaleza
• Mezcla homogénea y una mezcla heterogénea
• Cantidad de materia en una mezcla
• Institución u organismo encargada de normar o reglamentar la escritura de los compuestos químicos
• Ley de la conservación de la materia Evaluación diagnóstica 1. Instrucciones. Relaciona las columnas
Concepto Descripción
a. Sustancia pura
b. Elemento
c. Compuesto
d. Mezcla
A. ( ) formado por átomos del mismo tipo y no
puede descomponerse por medios químicos en
otras sustancias más sencillas.
B. ( ) no presenta contaminación de otra sustancia
y tiene propiedades físicas y químicas y bien
determinadas, ya que todas sus partículas son
iguales, con una composición definida y constante
y no puede obtener otras sustancias a partir de
métodos físicos.
C. ( ) es la unión de dos o más sustancias puras en
proporciones variables, sus componentes se
pueden separar fácilmente empleados en medios
físicos.
D. ( ) es la combinación de dos o más elementos
en proporciones constantes y definidas, con
intervención de energía, los elementos dan origen
a una nueva sustancia con propiedades a distintas
a las que dieron origen.
44
2. ¿Cuál es la diferencia entre mezcla homogénea y mezcla heterogénea?
3. ¿Qué se entiende como Ley de la conservación de la materia?
4. ¿A qué se refiere concentración de una disolución?
5. Según la cantidad de soluto que contiene las disoluciones ¿Cómo se clasifican las disoluciones?
6. ¿Cuáles son las descripciones cuantitativas más usadas para conocer la concentración
de una disolución?
|SEGUNDO SEMESTRE
CAMBIOS QUÍMICOS Si fuera posible ver los cuerpos materiales a través de un microscopio especial veríamos que toda la materia está formada por partículas microscópicas llamadas átomos. Hay átomos de diferentes formas y tamaños, los cuales se pueden diferenciar por su masa (unos pesan más que otros) y por su tamaño (unos son más grandes que otros) y por su forma (al unirse a otros átomos). Demócrito de Abdera, propuso que la materia está formada por átomos, partículas que ya no se pueden dividir, esta doctrina se llama atomismo. John Dalton, al estudiar la Ley de Proust encontró que dos elementos podían formar más de un compuesto, pero mantenían una relación de números enteros y sencillos entre los pesos. Dalton llamo a su descubriendo ley de las proporciones múltiples. En 1803 expuso su modelo atómico basado en las leyes de la ponderación, conservo el término “átomo” para pequeñas partículas que forman la materia. Sus enunciados fundamentales son:
• La materia está constituida de partículas muy pequeñas llamadas átomos.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, principalmente en el peso.
• Los átomos de elementos diferentes, son diferentes entre sí.
• Cuando los átomos se combinan lo hacen en proporciones definidas de números
enteros.
El descubrimiento de la ley de la conservación de la materia en el siglo XVIII por Antonie Lavoisier, a quien se le considera “padre de la química moderna”, permito el desarrollo de la química como ciencia exacta. Fue el pionero de tal desarrollo al observar que la masa permanecía inalterada durante sus experimentos. La ley se enuncia de la siguiente manera: La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. La ley de la conservación de la materia se interpreta en un cambio químico como: “el número de átomos en los reactivos debe ser igual al número de átomos de los productos” y también “la cantidad de reactivos debe ser igual a la cantidad de productos” por ejemplo:
46
Reactivos Productos
N: 2 átomos H: 3(2) = 6 átomos
N: 2 átomos H: 2(3) = 6 átomos
N2 + 3H2 2NH3 En un cambio químico las moléculas de las sustancias que participan sufren ruptura en los enlaces, posteriormente las partes formadas, se reacomodan originando nuevas moléculas, sin que los átomos sufran un cambio en su estructura interna. Los cambios químicos también se llaman reacciones químicas. Los cambios químicos que se generan en nuestro universo se representan mediante ecuaciones químicas. Para entender microscópica y macroscópicamente debemos de partir de la determinación de la fórmula mínima o empírica. Para determinar la fórmula mínima se aplica en el siguiente ejemplo paso a paso: Paso 1. Se parte del por ciento de composición de los elementos presentes en 100 gramos de muestra. 26.6 % K 35.4 % Cr 38 % O Paso 2. El porciento de elemento presente en la muestra se divide entre su masa atómica y su resultado corresponde al número de moles del elemento en la muestra. K: 26.6/39g Cr: 35.4/52 0: 38/16 = 0.68 = 0,68 = 2.375 Paso 3. Se dividen los valores obtenidos en el paso anterior entre el más pequeño de ellos K: 0.68/0.68 = 1 Cr: 0.68/0.68 = 1 0: 2.375/0.68 = 3.5 Nota: si quedaran números fraccionarios, los valores obtenidos se multiplican por un número tal que el resultado también se aun número entero. K: 2(1) = 2 Cr: 2(1) = 2 0: 2(3.5) = 7
|SEGUNDO SEMESTRE
Paso 4. Los símbolos de los elementos se ordenan del menos al más electronegativo y los números encontrados en el paso anterior se escriben en dichos elementos como subíndices. K2Cr2K7 ACTIVIDAD 1. Instrucciones. Después de revisar los antecedentes, revisa la Teoría atómica de Dalton; escribe e ilustra los postulados de la teoría y escribe la importancia para la química y las limitaciones que para las fechas esto represento.
Postulado Teoría Atómica de Dalton Modelo (ilustración)
1.
2.
3.
REPRESENTACIÓN DE LOS ELEMENTOS
A la representación de un elemento se le conoce como símbolo este se compone de una, dos o tres letras. La primera en mayúscula, la segunda y la tercera son minúsculas el símbolo químico representa lo siguiente:
48
En un cambio químico se sustituye el nombre del elemento por su símbolo algunos de los nombres de los elementos tienen su origen del latín o del griego, ingles francés, alemán, nombre de científicos, algún lugar de la tierra, de planetas y otros de cuerpos celestes. El símbolo químico puede representar a un átomo o una cantidad gigantesca de átomos, una mole, en latín mole significa “pila o montón” Nomenclatura de los compuestos inorgánicos. Hemos aprendido que los elementos se representan mediante sus símbolos, ahora vamos a aprender como los compuestos se van a representar mediante fórmulas y como deben nombrarse. Reglas para escribir la fórmula y nombre de un hidruro, hidróxido u oxido.
a) Se escoge el anión (hidruro H-1, Hidróxido (OH-1) Oxido (O-2)) el lado izquierdo se
escribe la parte positiva (catión) incluyendo su valencia y en el derecho la parte
negativa (anión) con su respectiva valencia.
b) Las valencias del anión y las del catión si son diferentes se intercambian sin el signo
y son iguales no se escriben.
c) Se nombra el anión seguido del prefijo “de” y enseguida el catión. Finalmente se
tiene la fórmula y nombre del compuesto.
Ejemplos de hidruros
|SEGUNDO SEMESTRE
Ejemplos de hidróxidos.
Ejemplo de óxidos básicos (metal + oxigeno)
Ejemplo de los óxidos ácidos (no metal + oxigeno)
50
En esta sección desarrollarás actividades o productos que te servirán de evidencia para verificar el logro del propósito del corte que te permitirán ejercitar los aprendizajes esperados. ACTIVIDAD 2.
Instrucciones. Encuentra la formula mínima de los compuestos cuyos análisis son:
a) 19.17% Na 1.65 % H 25.83% P 53.33% O
b) 52.9% Ba 0.77% H 9.27% C 37.06% O
c) 40% S 60% O
d) 34.6% Na 23.3% P 42.1% O
e) 82.35% N 17.64 % H
|SEGUNDO SEMESTRE
ACTIVIDAD 3.
Instrucciones. Completa los siguientes ejercicios:
1 Li+1 H-1 7 Ca+2 H-1
2 Al+3 (OH)-1 8 Mg+2 (OH)-1
3 Cu+2 O -2 9 Ag+1 O -2
4 La+3 H-1 10 Ti+2 H-1
5 Sc+3 O -2 11 Co+3 (OH)-1
6 S+6 (OH)-1 12 Fe+2 O -2
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En este apartado podrás valorar tu desempeño aptitudinal y actitudinal a lo largo del desarrollo del corte.
Logros mediante mi aprendizaje autónomo
En forma clara
Me cuesta trabajo
No
Puedo explicar el cambio químico como un proceso en el que a partir de ciertas sustancias iniciales se producen otras, debido al reacomodo de átomos.
Puedo deducir la conservación de la masa en los cambios de la materia.
Soy capaz de identificar y comprender las reglas de formación de compuestos.
Puedo utilizar la simbología química para representar átomos, moléculas e iones.
Puedo aplicar las reglas de nomenclatura de la IUPAC para nombrar compuestos (binarios y terciarios) y fundamentar la importancia de la nomenclatura.
Establezco metas de aprendizaje.
Realicé todas las actividades solicitadas.
Las actividades me permitieron aprender lo que establece el propósito del corte.
|SEGUNDO SEMESTRE
En este apartado te recomendamos páginas web y videos para que complementes algunos contenidos considerados en esta guía La materia tiene propiedades que la caracterizan, las cuales se pueden cuantificar.
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/clasificacion_materia/
• https://www.youtube.com/watch?v=BLpAozmnSmQ
La ciencia trabaja con modelos y tiene lenguajes particulares.
• https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/modelos_atomicos/mod
elosatomicos
• https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/modelos_atomicos/mod
elosatomicos
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/teoria_atomica_de_dalton/
• https://e1.portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/unidad1/reaccionesQui
micas/compuestos
• http://asesorias.cuautitlan2.unam.mx/inorganica/profes/asp/apuntes/nomquim.pdf
54
En esta sección se mencionan las lecturas y documentos que se tomaron en cuenta para realizar el material.
• Allier, C.; Castillo S., Química General, Mc Graw Hill, México 2011.
• Chang, R., Química general para Bachillerato, Mc Graw Hill, México 2008.
• John h.; Doris K., Química para el nuevo milenio, Pearson, México 1999
• Ramírez L., Química I ECO Graft S.A. de C.V., México 2017
• https://www.ejemplos.co/30-ejemplos-de-la-quimica-en-la-vida-
cotidiana/#ixzz6MMii64Up
• http://www.cch-naucalpan.unam.mx/guias/quimica/EX_QUIMICA_I_2011.pdf
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/clasificacion_materia/
• https://www.youtube.com/watch?v=BLpAozmnSmQ
• https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/modelos_atomicos/mod
elosatomicos
• https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/modelos_atomicos/mod
elosatomicos
• http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/teoria_atomica_de_dalton/
• https://e1.portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/unidad1/reaccionesQui
micas/compuestos
• http://asesorias.cuautitlan2.unam.mx/inorganica/profes/asp/apuntes/nomquim.pdf
|SEGUNDO SEMESTRE
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En este apartado encontrarás la evaluación final, la cual te permitirá realizar una valoración de los conocimientos adquiridos a lo largo de los tres cortes de aprendizaje. PARTE 1
I. Lee con atención el siguiente texto y señala con una X la respuesta correcta.
Cuando John Ambrose Fleming inventó el tubo de vacío o válvula termiónica, nunca imaginó la importancia de su invento en las comunicaciones, su dispositivo fue transformado por el inventor Lee De Forest en un tríodo, se dio paso a la radio, posteriormente a los circuitos telefónicos de larga distancia, en 1920 a las primeras películas, y en la segunda guerra mundial se utilizaron en los radares y radios trasmisores, en las primeras computadoras este invento reino por varios años, pero debido a que estos consumían demasiada energía, otros científicos se dieron a la tarea de hacerlos más eficientes y en 1948 presentaron los transistores que se ha considerado el mayor invento del siglo XXI por lo que John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain compartieron el Premio Nobel de Física, los transistores se encuentran en televisores, radios, computadoras, teléfonos celulares, tomógrafos, reproductores musicales y todos los aparatos electrónicos, los transistores cada día son más pequeños al igual que los circuitos integrados de los que forman parte, lo que permite el ahorro de energía y menos contaminación. Contesta la pregunta 1 y 2.
1. La invención del tríodo por Lee De forest es un ejemplo de la relación entre la :
a. ( ) la ciencia, tecnología y sociedad.
b. ( ) la ciencia, tecnología y ambiente.
c. ( ) tecnología, sociedad y ambiente.
d. ( ) tecnología, la guerra y ambiente.
2. La invención de los transistores de acuerdo al texto, es un ejemplo de la relación
entre :
a. ( ) tecnología, la guerra, comunicaciones y sociedad. b. ( ) la ciencia, tecnología, comunicaciones y economía. c. ( ) tecnología, sociedad, comunicaciones y gobierno. d. ( ) la ciencia, tecnología, sociedad y ambiente.
|SEGUNDO SEMESTRE
3. La importancia de los modelos científicos radica en que se pueden dar
interpretaciones de lo que sucede con la materia de manera sencilla, por ejemplo
en la imagen se utilizó un modelo _____________ para representar ____________
de un _____________, mediante el modelo de partícula.
a. ( ) científico- la fusión-sólido. b. ( ) científico-el calor -sólido. c. ( ) icónico-la dilatación -sólido. d. ( ) icónico-fusión- líquido.
4. El Modelo Cinético Molecular, es un modelo _______________, que explicó
inicialmente el comportamiento y las _____________________ de los,
______________, su valor radica que se utilizó para explicar los otros estados de
agregación.
a. ( ) científico - propiedades microscópicas - gases. b. ( ) conceptual - propiedades macroscópicas - gases. c. ( ) icónico - características macroscópicas - sólidos. d. ( ) conceptual – características microscópicas – líquidos.
5. El modelo de partícula que representa al agua oxigenada es:
a. ( )
b. ( )
c. ( )
d. ( )
58
6. Relaciona el tipo de materia (estados de agregación) con el modelo de partícula que
los representa.
a. ( ) 1a, 2b, 3c
b. ( ) 1b, 2d, 3a
c. ( ) 1c, 2a, 3d
d. ( ) 1d, 2c, 3b
7. El modelo de partícula que representa la formación de escarcha en las superficies
frías es:
a. ( )
|SEGUNDO SEMESTRE
b. ( )
c. ( )
d. ( )
8. El modelo de partícula que representa la sublimación de la naftalina utilizada para
evitar las polillas.
a. ( ) b. ( ) c. ( )
60
d. ( )
9. Cuando se prepara café con agua hirviendo podemos ver vapor en la superficie,
debido a que:
a. ( ) El café se evapora ya que aumenta la energía cinética y las fuerzas intermoleculares
disminuyen.
b. ( ) El agua se evapora debido a que las fuerzas intermoleculares de las moléculas
de la superficie se rompen.
c. ( ) Las fuerzas intermoleculares que mantienen unidas a las moléculas del agua se
equilibran permitiendo que abandonen el líquido.
d. ( ) Las fuerzas intermoleculares que mantienen unidas a las moléculas de café se
rompen permitiendo que abandonen el líquido.
10. Relaciona el estado de agregación con las fuerzas intermoleculares.
a. ( ) Ia, IIb
b. ( ) Ib, IIa
c. ( ) Ic, IIa
d. ( ) Ic, IIb
|SEGUNDO SEMESTRE
PARTE 2 I. Lee con atención cada enunciado, pregunta o problema. Escribe en el paréntesis la
opción que consideres correcta.
( ) 1. Conjunto de saberes que se obtienen metódicamente por observación y razonamiento y se estructuran para deducir principios y leyes generales. A) Ciencia B) Método C) Química D) Biología
( ) 2. Ciencia que estudia la composición estructura y propiedades de la materia, así como su transformación con la intervención de la energía. A) Bioquímica B) Física C) Química D) Biología
( ) 3. Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. A) Materia B) Masa C) Peso D) Energía
( ) 4. Son ejemplos de materia. A) Lluvia y Granizo B) Lluvia y Arcoíris C) Lluvia y Relámpagos D) Lluvia y Rayos de sol
( ) 5. ¿Cuántos son los estados de agregación de agregación molecular de la materia explicados por la Teoría Cinético-Molecular? A) Cinco B) Tres C) Cuatro D) Dos
( ) 6. Estado de agregación de la materia donde las moléculas no escapan de las fuerzas de atracción entre ellas, pero pueden moverse libremente y adoptar la forma del recipiente que lo contiene. A) Sólido B) Líquido C) Gaseoso D) Plasma
( ) 7. Estado de agregación de la materia donde las moléculas se mantienen rígidas y no pueden moverse libremente, tienen volumen y forma bien definido. A) Sólido B) Líquido C) Gaseoso D) Plasma
( ) 8. Estado de agregación de la materia donde las moléculas adoptan la forma y el volumen del recipiente que lo contiene son los más compresibles de los estados de agregación de la materia y se mezclan completamente. A) Sólido B) Líquido C) Gaseoso D) Plasma
( ) 9. Estado de agregación de la materia más abundante en el universo, es estable a temperaturas de millones de grados, se parece a un gas. A) Sólido B) Líquido C) Gaseoso D) Plasma
( ) 10. Forma de materia que tiene una composición constante o definida y tiene propiedades físicas y químicas bien determinadas, no se puede separar por métodos físicos. A) Sustancia B) Elemento C) Compuesto. D) Mezcla
( ) 11. Es una sustancia formada por átomos del mismo tipo. A) Sustancia B) Elemento C) Compuesto. D) Mezcla
( ) 12. Es la combinación de dos o más elementos en proporciones constantes. A) Sustancia B) Elemento C) Compuesto. D) Mezcla
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g) ( ) Oro. h) ( ) Acero. i) ( ) Petróleo Crudo. j) ( ) Ensalada de Verduras. k) ( ) Playera deportiva l) ( ) Agua y arena.
( ) 13. Es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades físicas y químicas se pueden separar fácilmente por medios físicos. A) Sustancia B) Elemento C) Compuesto. D) Mezcla
( ) 14. Es aquella mezcla donde los componentes están distribuidos uniformemente en una sola fase, por lo que no se distinguen sus partículas que la forman. A) Sustancia B) Mezcla Homogénea. C) Mezcla Heterogénea. D) Mezcla
( ) 15. Es la mezcla donde sus componentes no se distribuyen uniformemente y se distinguen con facilidad. A) Sustancia B) Mezcla Homogénea C) Mezcla Heterogénea. D) Mezcla
( ) 16. Es una mezcla homogénea de dos o más sustancias formada por un soluto y un disolvente. A) Disolución B) Solvente C) Compuesto. D) Disolvente
( ) 17. Es la(s) sustancia(s) presente en menor cantidad en una disolución. A) Disolución B) Soluto C) Compuesto. D) Disolvente
( ) 18. Es la sustancia que está en presente en mayor cantidad en una disolución. A) Disolución B) Soluto C) Compuesto. D) Disolvente
( ) 19. Es aquella que contiene la máxima cantidad de solutos que se disuelven en un disolvente en particular. A) Disolución empírica B) Disolución sobresaturada C) Disolución no saturada D) Disolución saturada
( ) 20. Es aquella que contiene menos cantidad de soluto que se puede disolver. A) Disolución empírica B) Disolución sobresaturada C) Disolución no saturada D) Disolución saturada
( ) 21. Es aquella que contiene más cantidad de soluto que el que puede haber en una disolución A) Disolución empírica B) Disolución sobresaturada C) Disolución no saturada D) Disolución saturada
22. Anota en el paréntesis de la derecha las letras HE si el compuesto es una mezcla heterogénea, unas letras HO, si la mezcla es homogénea y una P si se trata de un compuesto puro.
( ) 23. ¿Cuál es la concentración, en porcentaje en peso para preparar una disolución con 40 g de Carbonato de Sodio (Na2CO3) en 2 litros de agua (H2O)? A) 16.0 % B) 20.0 % C) 2000 % D) 2.0 %
a) ( ) Agua de mar.
b) ( ) Aire.
c) ( ) Agua destilada y aceite.
d) ( ) Sangre.
e) ( ) Hierro.
f) ( ) Pintura vinílica.
|SEGUNDO SEMESTRE
( ) 24. Para mantener una concentración de cloruro de sodio (NaCl) parecida al agua de mar, en un acuario se preparó una disolución que contiene 3.7 g de NaCl por cada 100 g de agua. ¿Cuál es el porcentaje en masa de cloruro de sodio en la disolución? A) 3.56 % B) 3.7 % C) 35.6 % D) 37.0 %
( ) 25. Calcula el porcentaje en volumen de una disolución que contiene 12 mL de alcohol en 100 mL de agua A) 12.00 % B) 0.12 % C) 120.0 % D) 8.33 %
( ) 26. Una cerveza tiene una concentración de alcohol de 8% en volumen ¿Cuánto alcohol habrá en un litro de cerveza? A) 8.0 mL B) 125 mL C) 80 mL D) 12.5 mL
27. Relaciona las columnas indicando los formulas correctas para cada nombre.
1. ( ) Sulfito de amonio A) Na3PO4
2. ( ) Nitrato de plomo II B) CsClO3
3. ( ) Fosfato de sodio C) NaNO3
4. ( ) Clorato de cesio D) (NH4)2SO3
E) KClO
F) Pb(NO3)2
28. Relaciona las columnas indicando los nombres correctos para cada formula.
1. ( ) KMn04 A) Hidróxido de aluminio.
2. ( ) Al(OH)3 B) Dicromato de potasio
3. ( ) AgCO3 C) Nitrito de aluminio
4. ( ) K2Cr2O7 D) Hidróxido de plata
E) Permanganato de potasio
F) Carbonato de plata
