LA MATERIA, SUS ESTADOS Y TRANSFORMACIONES

Leyes de los gases.Reacciones y funciones químicas.Compuestos orgánicos e inorgánicos.

ACTIVIDADES ORIENTADORAS DE DESEMPEÑOS

1. (30%). Da sentido y significado a las leyes de los gases a partir de la relación de conceptos entre sí y el contexto, lo evidencia con los resultados de una prueba escrita.

Talleres (20%) y evaluación (80%) ( Feb 14 11-2 y Feb 15 11-1).

2

2. (35%). Utiliza formulas y ecuaciones químicas para representar las reacciones entre compuestos inorgánicos, relacionándolas con productos de uso cotidiano y lo evidencia con los resultados de una prueba escrita.

Talleres (10%) Práctica (20%) y evaluación (70%) (Mar 06 11-2 y Mar 04 11-1).

3. (25%). Elabora una comparación entre los compuestos orgánicos y los inorgánicos, de uso cotidiano (empleando un modelo y actividad demostrativa) y socializa haciendo énfasis en la importancia de ellos para la vida.

Talleres (20%) y evaluación (80%) 4

COEVALUACIÓN 10%

• Trabajo en equipo.• Empleo de herramientas

tecnológicas e informáticas (materiales).

• Participación.• Comportamiento.• Rendimiento académico.• Participación activa en proyecto

ambiental

LA MATERIA Y SUS ESTADOS

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Romero Guzmán, Ma. Nohemí. En: http://noemiunid.blogspot.com.co/p/la.html

EXTRÍNSECAS O

GENERALES

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13

INTRÍNSECAS O

ESPECÍFICAS

14

15

16

ESTADO GASEOSO

En este estado incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso.

Propiedades de los Gases

• Están formados por partículas muy pequeñas.

• Las fuerzas de atracción entre las partículas son muy débiles.

• Estas partículas se mueven continuamente y de forma desordenada.

• Son compresibles y ocupan el volumen del recipiente que los contiene.

• Las partículas en su movimiento chocan entre sí y contra las paredes del recipiente que contiene el gas generando presión.

Variables que afectan el comportamiento de los gases.

• PRESIÓN.• TEMPERATURA.• VOLUMEN.• MASA• DENSIDAD.• CANTIDAD DE MATERIA.

PRESIÓN

• Se define como la magnitud que relaciona la fuerza aplicada a una superficie y el área de la misma (P=F/A )

• La presión se mide con  barómetros o manómetros, según el caso. Sus unidades de medida son: Atmósfera, Milímetros de Mercurio (mmHg) = Torricelli (Torr), Bar.

EQUIVALENCIAS

EQUIVALENCIAS

1 ATMÓSFERA 760 mmHg = 760 Torr = 1,01325 bar

TEMPERATURA

Para el modelo de gases ideales, la temperatura se define como la energía cinética promedio de las partículas (en Kelvin).

°C = 5/9 (°F-32) °F= 9/5 °C +32 K= °C +273

VOLUMENEs el espacio ocupado por un cuerpo. Las unidades de medida son: centímetros cúbicos (cm³) decímetros cúbicos (dm³), metros cúbicos (m³), litros (l) mililitros (ml), kilolitros (kl),

1l = 1000 ml 1ml = 1 cm³ 1 m³ = 1000 l

MASA

Magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Se puede expresar en g o en kg.

1 kg = 1000 g.

DENSIDAD

•Es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo (m/v); es decir, es la cantidad de materia (masa) que tiene un cuerpo en una unidad de volumen. Se puede expresar en kg/m3 o g/cc.

Expresar las siguientes presiones en Torricelli, bares, atmósferas y/o milímetros de mercurio según sea el caso.

a. 760 mmHgb. 0,75 atmc. 2,5 Torr.d. 1500 bares

ACTIVIDAD 1

ACTIVIDAD—22 a. Convierta las siguientes temperaturas a Kelvin y a Fahrenheit :a) 113°C, el punto de fusión del azufre.

b) 37°C, la temperatura corporal normal. c) 357°C. el punto de ebullición del mercurio

b. El etilenglicol es un compuesto orgánico liquido que se utiliza como anticongelante en los radiadores de automóviles. Se congela a11,5°C. Calcule esta temperatura de congelación en grados Fahrenheit.

c. La temperatura de la superficie del Sol es de alrededor de 6300°C, ¿Cuál es la temperatura en grados Fahrenheit?

d. Al ver las noticias del tiempo en la CNN, decían que en Nueva York la temperatura era de 77 ºF. ¿Hacía demasiado calor en Nueva York? Justifique su respuesta.

ACTIVIDAD 3

a. Complete el siguiente cuadro, determinando la densidad, la masa o el volumen según sea el caso (datos simulados)

SUST. D (g/cc) M (g) V(cm3)

Hierro 7,8 12,7Aluminio 2,7 2,7Madera 8,6 10

Plata 10,5 105 Platino 21,4 21,4

Mercurio 13,6 150 Oxígeno 0,71 500

b. Una caja de zapatos mide 30 cm de largo, 12 cm de ancho y 10 cm de alto. ¿Cuál es el volumen de la caja? Expréselo en c.c. y en l.

c. Sabiendo que un litro de agua tiene una masa de 1.000 gramos, ¿cuál es su densidad en g/cc? ¿cuál será el masa de 1500 l de agua?

d. Los siguientes cubos tienen el mismo volumen, pero diferentes masas. ¿Cuál es el más denso? ¿Cuál el menos denso? Elabore una tabla.

Asumiendo que las sustancias son líquidas. ¿el cuál se podrían sumergir todos? ¿en cuál flotarían todos? Justificar.

CANTIDAD DE MATERIA.

Unidad fundamental empleada para determinar cantidad de átomos, moléculas, iones, o electrones. En el SI la unidad es el mol.

Mol

Es la unidad que mide la cantidad de sustancia de sustancia (elemento o compuesto químico). En 12 g de C 12 hay 6.022x1023 átomos, A este número se le conoce como Número de Avogadro.

Numero de Avogadro

Número de moléculas de un mol de cualquier sustancia, representado por el símbolo NA o L. Ha sido establecido en 6,0221367 × 1023

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Masa atómica y Masa molecular

Masa atómica de un elemento es la masa de uno de sus átomos (protones + neutrones) medida en Unidades de Masa Atómica (uma).

Masa molecular de un compuesto es la masa de una de sus moléculas medida en gramos por mol. Corresponde a la suma de la masa de sus átomos.

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Átomo - gramoDe un elemento es la masa expresada en gramos. Que contiene un mol de átomos de este elemento.

Ej: átomo gramo de Mg = 24 g que contiene 6,02 x 1023 átomos de Mg.

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Molécula-gramo

De un compuesto es la masa expresada en gramos, que contiene un mol de moléculas del mismo.

Ej: molécula-gramo NH3 = 17 g que contiene 6,02 x 1023 moléculas de NH3.

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1 MOL = 6,02 x 1023 ÁTOMOS o MOLÉCULAS = Masa Atómica (gramos)

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ACTIVIDAD 4

a. Determinar

COMPUESTO GRAMOS POR MOLGr/mol

Al2(CO3)3

NH3

C6H6

KMnO4FeCl3 50

b.• Calcular el número de moles de 63 g

de CaCO3.

• Calcular los gramos de nitrógeno contenidos en 2,5 moles de N.

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c. Cuantas moléculas de propano (C3H8) hay en 100 gr de este gas.

• Peso de C3H8

• Moléculas contenidas en 1 mol de C3H8 6,02 x 1023

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d. Cuantas moléculas de cloruro de potasio (KCl) hay en 10 moles de este compuesto.

• 1 mol = 6,02 x 1023 moléculas

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e. Dados 8,8 g de CO2 determinar

• Moles de CO2

• Moles de O• Átomos de C

54

f. Cuántas moléculas de HCl hay en 25 g de ese compuesto?

g. Calcular los átomos de hierro contenidos en 22,34 g de Fe.

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LEYES DE LOS GASES

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

Explica las características y propiedades de la materia en general, y establece que el calor y el movimiento están relacionados, que las partículas de toda materia están en movimiento hasta cierto punto y que el calor es una señal de este movimiento.

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

• Los gases están constituidos por pequeñas partículas que están separadas por distancias mucho mayores que sus propias dimensiones.

• El volumen total ocupado por tales corpúsculos es sólo una fracción pequeña del volumen ocupado por todo el gas.

• Debido a que las partículas de gas permanecen separadas, entre ellas no existe ninguna fuerza de atracción o repulsión significativa y puede considerarse que se comportan como masas muy pequeñas.

• Las partículas de gas están en continuo movimiento en dirección aleatoria y con frecuencia chocan unas con otras.

• La energía cinética promedio de las partículas es proporcional a la temperatura del gas (en Kelvin).

ESTADO GASEOSO.ESTADO GASEOSO.

Leyes de los gases ideales.

VARIABLES FUNDAMENTALES

• TEMPERATURA (Kelvin)• VOLUMEN (Litros).• PRESIÓN (Atmósfera).• CANTIDAD (MOLES).

LEYES DE LOS GASES

Las leyes de los gases ayudan a predecir el comportamiento de los mismos.•LEY DE BOYLE•LEY DE CHARLES•LEY DE GAY LUSSAC•LEY DE AVOGADRO

LEY DE BOYLERelaciona el volumen y la presión de cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. El volumen es inversamente proporcional a la presión,deberá cumplirse la relación:

LEY DE CHARLES Relaciona el volumen y la temperatura de cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

LEY DE GAY LUSSAC

Las presiones ejercidas por un gas sobre las paredes del recipiente que lo contienen son proporcionales a sus temperaturas absolutas cuando el volumen es constante.

Tomado de: http://fisicayquimicaenflash.es/mol_calculoq/gases_ideales.htm

LEY DE AVOGADRO

Establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. La cantidad de gas se mide en moles.

Tomado de: http://www.educaplus.org/gases/ley_avogadro.html

ACTIVIDAD 5

a. A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?

b. ¿Qué volumen ocupa un gas a 980 mmHg, si el recipiente tiene finalmente una presión de 1,8 atm y el gas se comprime a 860 cc?

c. A presión constante un gas ocupa 1.500 ml a 35º C ¿Qué temperatura, en K es necesaria para que este gas se expanda 2,6 L?

d. ¿Qué volumen ocupa un gas a 30º C, a presión constante, si la temperatura disminuye un tercio (1/3) ocupando 1.200 cc?

 e. A volumen constante un gas ejerce

una presión de 880 mmHg a 20º C ¿Qué temperatura habrá si la presión aumenta en 15 %?

f. Cuando un gas a 85º C y 760 mmHg, a volumen constante en un cilindro, se comprime, su temperatura disminuye  dos tercios (2/3) ¿Qué presión ejercerá el gas?

g. Se tiene 3,50 L de un gas que corresponde a  0,875 mol. Se inyecta gas al recipiente hasta llegar a 1,40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas?.h. Se tienen 0,5 moles de un gas que ocupan 2 litros. Calcular cual será el nuevo volumen si se añade 1 mol de gas a presión y temperaturas constantes.

LEY COMBINADAEl volumen ocupado por una masa gaseosa, es inversamente proporcional a las presiones y directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan.

LEY DE LOS GASES IDEALES• Resulta de la combinación de las

leyes de Boyle, de Avogadro y de Charles.

• Se presenta una serie de relaciones proporcionales entre la temperatura, la presión, el volumen y la cantidad (en moles) de un gas ideal.

PV = nRT

Donde:• P= Presión absoluta.• V= Volumen.• n= Moles del gas.• R= Constante de los gases (0,082).• T= Temperatura absoluta.

PV = nRT

Donde:• P= 1 atm.• V= 22,4 l.• n= 1 mol.• R=• T= 273 K.

R = atm * L / K

* mol

ACTIVIDAD 6 (T°-K, P: atm, V:L)

ACTIVIDAD 5 (T°-K, P: atm, V:L)

a. El volumen observado de una cantidad de gas a 10 ºC y a la presión de 750 mm Hg es de 240 litros. Hallar el volumen que ocupará si la temperatura aumenta a 40 ºC y la presión disminuye a 700 mm Hg Resultado 284,4 litros.

b. Una masa de gas ocupa un volumen de 600 litros a 25 ºC y 775 mm Hg, se comprime dentro de un tanque de 100 litros de capacidad a la presión de 6 atm. Calcular la temperatura final del gas.

c. 1000 litros de aire medidos a la presión de 750 mmHg y a la temperatura de 18 ºC se llevan a un tanque de 725 litros de capacidad. La temperatura final es de 27 ºC ¿Cuál es la presión del aire en el tanque? Resultado 1067 mm Hg

Resultado 19 ºC

d. Calcular el volumen de 6,4 moles de un gas a 210ºC sometido a 3 atm. de presión.

e. Calcular el número de moles de un gas que tiene un volumen de 350 ml a 2,3 atm. de presión y 100ºC

f. ¿Cuántos moles de un gas ideal hay en un volumen de 9,37 litros si la temperatura es -43 °C y la presión es 851 mmHg ?

ACTIVIDAD 7

Determinar la cantidad en moles de las siguientes sustancias.

650 g de NH3

500 g de CaCO3

186 g de C5H14

160 g de H2SO4

25 g de CH4

275 g de H2O