manual secuencias didacticas

Manual deActividades deSecuencias Didcticas

Manual de Actividades de Secuencias Didcticas

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ndiceSECUENCIA 1: tomos y Molculas ...............................................................4SECUENCIA 2: Velocidad de Reaccin...........................................................7SECUENCIA 3: Reaccin de Oxidacin ........................................................10SECUENCIA 4: Energa Qumica Almacenada .............................................13SECUENCIA 5: Acidez y Basicidad ...............................................................15SECUENCIA 6: Tabla Peridica .....................................................................18SECUENCIA 7: Reacciones de Descomposicin .........................................21SECUENCIA 8: Mezclas Homogneas y Heterogneas ...............................25SECUENCIA 9: Estados de Agregacin de la Materia .................................30SECUENCIA 10: Enlace Qumico, Disoluciones...........................................33SECUENCIA 11: Coloides y Suspensiones ..................................................36SECUENCIA 12: Enlace Atmico...................................................................40SECUENCIA 13: Calor de Reaccin...............................................................44SECUENCIA 14: Catalizadores ......................................................................47SECUENCIA 15: Teora de Disociacin de Arhenius ...................................50SECUENCIA 16: Neutralizacin .....................................................................54SECUENCIA 17: pH y POH ............................................................................58SECUENCIA 18: Clasificacin de cidos y Bases .......................................61SECUENCIA 19: Reacciones Endotrmicas y Exotrmicas ........................66SECUENCIA 20: Temperatura de Flamas......................................................69SECUENCIA 21: Molculas y Clulas............................................................71SECUENCIA 22: El ADN..................................................................................75SECUENCIA 23: Seres Vivos .........................................................................78SECUENCIA 24: Divisin Celular...................................................................81SECUENCIA 25: BIOMOLCULAS.................................................................84SECUENCIA 26: Ecosistemas........................................................................88ACTIVIDAD 27: Eras Geolgicas ...................................................................90SECUENCIA 28: Gentica Humana................................................................93SECUENCIA 29: Gentica de Mendel ............................................................97SECUENCIA 30: Evolucin y Seleccin Natural.........................................100SECUENCIA 31: Embarazo...........................................................................107SECUENCIA 32: Enfermedades Infecciosas...............................................111SECUENCIA 33: Evolucin...........................................................................116SECUENCIA 34: Respiracin de las Plantas ..............................................128SECUENCIA 35: Electrocardiagrama ..........................................................135SECUENCIA 36: Segunda Ley de Newton ..................................................144SECUENCIA 37: Interpretacin Entre Velocidad Y Aceleracin Lineal ....147SECUENCIA 38: Tiro Parablico..................................................................150SECUENCIA 39: Velocidad Angular ............................................................152


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SECUENCIA 40: Sonido................................................................................155ACTIVIDAD: 41 Ley de Ohm .....................................................................158SECUENCIA 42: Propiedades de la Luz ......................................................161SECUENCIA 43: Ley de Enfriamiento de Newton.......................................165ACTIVIDAD: 44 La Ley de Boyle...............................................................168SECUENCIA 45: La Velocidad de un Corredor...........................................171SECUENCIA 46: Salto de Altura...................................................................175SECUENCIA 47: El Movimiento de una Rueda ...........................................180SECUENCIA 48: El Movimiento de dos Autos............................................183SECUENCIA 49: El trampoln .......................................................................185SECUENCIA 50: Tiro de Basquetball...........................................................187SECUENCIA 51: Colisin de Autos .............................................................190ACTIVIDAD: 52 Analizando el Movimiento con una Fotografa .............192SECUENCIA 53: Descargando un Capacitor ..............................................194SECUENCIA 54: La Induccin Electromagntica.......................................197SECUENCIA 55: Radiacin de Materiales Radiactivos ..............................201SECUENCIAS 56: Control Manual de Actuadores......................................203SECUENCIA 57: Controlando un Termostato.............................................206SECUENCIA 58: Control de Tres Lmparas ...............................................208SECUENCIA 59: Contador Geiger-Muller....................................................210SECUENCIA 60: La Cada de un Paracaidista ............................................212SECUENCIA 61: Ecuaciones Lineales.........................................................215SECUENCIA 62: Sistema de Ecuaciones en Economa.............................220SECUENCIA 63: La Recta y su Relacin con los Movimientos ................227SECUENCIA 64: La Circunferencia y la Rueda...........................................236SECUENCIAS 65: La Parbola y los Puentes .............................................240SECUENCIA 66: La Hiprbola y la Astronoma ..........................................249SECUENCIA 67: La Elipse y el Universo.....................................................255

SECUENCIA 68: Interpretacin Geomtrica de la Derivada y su Aplicacin........................................................................................................................259SECUENCIA 69: La Integral y su Aplicacin en la Termodinmica..........266


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SECUENCIA 1: tomos y Molculas

Introduccin

La palabra materia describe todas las sustancias fsicas que nos rodean:nuestra computadora, nuestro cuerpo, un lpiz, el agua, etc. Hace miles deaos se crea que la materia estaba formada de cuatro componentes: tierra,fuego, aire y agua. Alrededor del ao 400 A.C., el filsofo griego Demcritosugiri que la materia estaba en realidad compuesta de pequeas partculas. Aestas partculas las llam tomos. En el ao 1803, el cientfico Britnico JohnDalton perfeccion la idea de Demcrito sobre los tomos y desarroll laprimera teora atmica.

La teora de Dalton enunciaba que toda la materia estaba compuesta depequeas partculas llamadas tomos Dalton enunci que los diferentes tiposde materia estaban constituidos de diferentes tipos de tomos. Es esta unasimple pero revolucionaria teora. Dado que Dalton saba que existan unnmero limitado de sustancias qumicamente puras llamadas elementos , partide la hiptesis que estos diferentes elementos estaban constituidos dediferentes tipos de tomos. La teora de Dalton tena cuatro postuladosbsicos:

Toda la materia est compuesta de partculas indivisibles llamadas tomos. Lostomos son indestructibles e inalterables.

Las reacciones qumicas incluyen la combinacin de tomos, no la destruccinde tomos.

Todos los tomos de un elemento son idnticos.

Los tomos de diferentes elementos tienen diferentes propiedades. (Daltoncaracteriz los elementos de acuerdo a su peso atmico. Sin embargo, estocambi cuando los istopos de los elementos fueron descubiertos.)

La combinacin de tomos de diferentes elementos forman compuestos. Cuando los elementos reaccionan para formar compuestos, reaccionan enproporciones definidas y numricamente enteras.

Los Elementos:

Se conocen alrededor de 118 elementos diferentes. Los elementos sonsubstancias puras que no pueden ser descompuestas por medios qumicos.Por ejemplo, el oro no puede ser qumicamente cambiado en otra sustancia. Acada uno de los elementos se les ha dado un smbolo de una o dos letras paraque sean fciles de escribir. Por ejemplo, el elemento hidrgeno puede serabreviado usando el smbolo H. Al elemento helio se le atribuye el smboloHe. Cuando se escribe el smbolo de un elemento, la primera letra siempre vaen maysculas y la segunda letra (si la hay) siempre va en minsculas.


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Hasta la segunda mitad del siglo XVIII, los alquimistas (precursores de losqumicos) efectuaban experimentos, que anotaban y describan con sumocuidado. Dibujaban los aparatos utilizados y explicaban detalladamente lastcnicas experimentales; sin embargo, estaban desprovistos de leyes quepermitieran un estudio organizado y reproducible de los procesos qumicos.Antoine Laurent Lavoisier dio fin a la falta de sistematizacin qumica alestablecer el mtodo cientfico, con lo cual contribuy de forma notable alnacimiento de la qumica moderna como ciencia.

Las leyes de Antoine Laurent Lavoisier, Joseph-Louis Proust, John Dalton yBurton Richter son las leyes ponderales de la qumica, pues se refieren a lamasa de las sustancias que se combinan. Ley de la conservacin de la masa oley de Lavoisier. La ley de Lavoisier se enuncia:"En toda transformacinqumica, la masa total de las sustancias resultantes es igual a la masa total delas sustancias reaccionantes". Amadeo Avogadro, fsico italiano, en el ao de1811 dio a conocer la hiptesis que permita explicar la ley de los volmenes decombinacin. Propuso que las partculas de los gases elementales no estabanformadas por tomos, sino por agrupaciones de stos a los que llammolculas. La hiptesis de Avogadro establece:"Volmenes iguales dediferentes gases en las mismas condiciones de presin y temperaturacontienen el mismo nmero de molculas".Esta hiptesis indica que no importael tamao ni el nmero de los tomos que constituyen las molculas de losgases; en un volumen dado de cualquiera de ellos, existe el mismo nmero demolculas (a presin y temperatura igual).

Objetivo

Conocer como estn conformados los tomos, as como las molculas y suimportancia.

Actividades de Inicio

Investigar con tus compaeros y exponer en equipos las siguientes preguntas:1. Qu diferencia hay entre un tomo y una molcula?2. En dnde se encuentran los electrones?3. Da la definicin de lo que es molcula.

Actividades de Desarrollo

La manera de mostrar cmo se distribuyen los electrones en un tomo, es atravs de la configuracin electrnica.

Las molculas son una de las diferentes formas en las que se pueden agruparlos tomos de uno o varios elementos qumicos, y se caracterizan por estarformadas por un nmero determinado de tomos, siempre el mismo,distribuidos de una forma asimismo determinada.


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Los electrones tienen una energa de movimiento que les permite vencer laatraccin del ncleo positivo y los mantiene en movimiento alrededor delncleo.

Por ello los iones tiene carga, negativa si tienen electrones de ms (y se lesllama aniones) o positiva, si tienen electrones de menos ( y se les llamacationes).

Los electrones dentro del tomo se pueden distribuir y acomodar en niveles deenerga principales, subniveles y orbitales.

Los tomos slo pueden tener energas cuntizadas, es decir sus electronesslo se pueden situar en ciertos niveles de energas.

En el Ncleo estn contenidos los protones con carga positiva, que dan ciertaestabilidad al tomo.

Tanto el nmero de protones que se encuentran en el ncleo de un tomo, deun elemento y la masa atmica que viene siendo la suma de protones yneutrones del ncleo de un tomo en particular estn representadas dentro dela tabla peridica en cada elemento.

Apoyndote en la tabla peridica se debe identificar el nmero atmico de porlo menos 20 elementos, y la masa atmica de esos mismos.

Actividades de Cierre

El tomo est constituido por tres partculas fundamentales: protn, electrn yneutrn, con excepcin del hidrgeno que no tiene neutrones en su ncleo

Las molculas son agrupaciones estables de tomos unidos por un tipo deenlace qumico que se denomina enlace covalente. Adems de este enlaceentre tomos las molculas pueden unirse entre s y organizarse en formacristalina en el estado slido. Las molculas se representan mediante frmulasqumicas y mediante modelos.

1. Con qu se detecta la radiacin?2. Qu es un istopo?


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SECUENCIA 2: Velocidad de Reaccin

Introduccin

En el curso de una reaccin qumica las concentraciones de todas las especiespresentes varan con el tiempo, cambiando as las propiedades del sistema. Lavelocidad de la reaccin se calcula midiendo el valor de cualquier propiedadadecuada que pueda relacionarse con la composicin del sistema como unafuncin del tiempo. La propiedad escogida debe ser de fcil medicin, debevariar lo suficiente en el curso de la reaccin para que permita una distincinprecisa entre las diversas composiciones del sistema a medida que transcurreel tiempo. La propiedad elegida depende de cada reaccin.

El nmero de mtodos para seguir una reaccin con el tiempo es considerable.Mencionaremos unos cuantos: variacin de presin, de pH, del ndice derefraccin, de la densidad ptica a una o varias longitudes de onda, cambios dela conductividad trmica, del volumen y de la resistencia elctrica. Mtodosfsicos como los enunciados son ms convenientes que los qumicos.

Como la velocidad de la mayora de las reacciones qumicas es altamentesensible a la temperatura, la vasija de la reaccin debe mantenerse en untermostato, de manera que la temperatura permanezca constante. En algunoscasos es necesario controlar la presin.

No importa la propiedad que escojamos para medir, los datos, deben en ltimainstancia, traducirse a variaciones de concentracin de los reaccionantes oproductos en funcin del tiempo.

En trminos generales: La concentracin inicial de los reactivos intervienen de manera

directamente proporcional en la velocidad de reaccin. Eltiempo de vida media es aquel en el que la concentracininicial del reactivo disminuye a la mitad.

Objetivo

El alumno se familiarizar con los conceptos bsicos de la cintica y catlisis.


Visualice la siguiente grfica:


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Discuta en grupo

Que forma supones tiene la grfica que representa la formacin delcompuesto B para la reaccin A B?

Cul es la influencia de la concentracin inicial de [A] en el desarrollo de lareaccin?


Durante est prctica se podr determinar el tiempo de vida media y lainfluencia de la concentracin en la velocidad de la reaccin para una reaccinque obedece al siguiente modelo: A B

La prctica se realiza con el software de la interfaz coach dentro del mdulo demodelacin. Una vez dentro de modelacin se selecciona modelos qumicos yse abre la carpeta: Modelos: A B

Dentro de esta actividad la grfica que se tiene muestra la disminucin de [A].

Pida a los alumnos que dibujen sobre la grfica la curva que describe laformacin del compuesto B. La curva de prediccin se realiza dando clic en elbotn llamado caja de herramientas, seleccione la opcin de predecir y sedibujar una lnea que muestra la formacin de [B].

Presione para finalizar la prediccin.

Una vez que los estudiantes han dibujado su prediccin, de clic en el botn decaja de herramientas nuevamente y elija crear/editar diagrama, de clic sobre


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C3 y seleccione Ejes, segundo vertical. Compare la prediccin con la curvaque se dibuja. Analice la variacin de [A] con respecto a la [B].

Pida a los alumnos que estimen el tiempo de vida media de la reaccin en basea los valores mostrados en la grfica, en este caso el tiempo de vida media esde 230 segundos.

El otro punto a analizar es la influencia de la concentracin en la velocidad dela reaccin, para esto es necesario modificar la concentracin inicial de [A],para realizar esto de clic en el botn de modelo que se encuentra en la partesuperior de la ventana general,

Se abrir una ventana donde aparece la concentracin inicial de [A]=1,modifique la concentracin inicial de [A].a un valor de 5.0 para que puedasobservar la diferencia.


A partir de las variaciones en el modelo con la ayuda de la herramientaconteste las siguientes preguntas:

1. Cul es el tiempo de vida media para una concentracin inicialde [A] = 1?

2. Si se disminuye la concentracin inicial de 1 a 0.2 de [A]cul esel tiempo de vida media?

3. De acuerdo a las dos preguntas anteriores de que manera serealiza una reaccin ms rpido?

4. De que otra forma se podra incrementar la velocidad de lareaccin?

5. Si se incrementa la [A] se realizara ms rpido la reaccin?


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SECUENCIA 3: Reaccin de Oxidacin

Introduccin

El Oxgeno es el elemento ms abundante de la corteza terrestre, es muyreactivo y se puede combinar con casi todos los dems elementos. Unelemento que se une al oxgeno para formar un nuevo compuesto llamadoxido, por lo general pierde electrones por que el oxgeno es mselectronegativo. Un elemento electronegativo tiene una atraccin fuerte por loselectrones debido a esto el oxgeno puede aceptar electrones de otros tomos.

Antiguamente, los qumicos empleaban el trmino oxidacin, para expresar lacombinacin de los elementos con el oxgeno. Para tener un seguimiento deelectrones en las reacciones redox es necesario asignar un nmero deoxidacin a los reactivos y los productos.

El nmero de oxidacin de un tomo, tambin llamado estado de oxidacin,significa el nmero de cargas que tendra un tomo en una molcula (o en uncompuesto inico) si los electrones fueran transferidos completamente.

Los qumicos modernos usan el trmino oxidacin para referirse a cualquierreaccin qumica en la que un elemento o un compuesto cede electrones a unelemento ms electronegativo.

Una reaccin de oxidacin muy comn es la del hierro metlico cuando cedeelectrones al oxgeno. Cada ao la corrosin de los metales, en particular delhierro y el acero, tiene un costo de miles de millones de dlares por el deterioroque sufren vehculos, embarcaciones, puentes y otras estructuras.

Objetivo

Revisar la forma en que se llevan a cabo la reaccin de oxidacin en losprocesos qumicos.


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Investigar en equipo y exponer las siguientes preguntas:

1. Qu son las reacciones de oxidacin?2. Cules son los metales ms difciles de oxidar?3. Qu elemento qumico es el ms reactivo?4. Qu es una reaccin REDOX?


Para poder observar una reaccin de oxidacin se va a realizar el siguienteexperimento.Materiales:

PinzaVaso de precipitadoCinta de Mg1 clavo de FeSolucin de SO4

Para esta actividad se pide montar el siguiente experimento:Tomar con una pinza un trozo de 3 cm de cinta de Mg.

Prender el mechero y poner en contacto el calor la cinta de magnesio.

La cinta de magnesio tiene un color plomizo. La distribucin electrnica delmagnesio es 1s2 2s2 2p6 3s2. Tiene un nmero de oxidacin de 2. Al ponerseen contacto con el calor, la cinta de magnesio se oxida. Se obtiene el xido deMagnesio (MgO).

La reaccin fue la siguiente: 2 Mg +O2 ---> 2 MgO por lo tanto ha ocurrido unareaccin de oxidacin.


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Los xidos tienen la siguiente clasificacin:

Los hidrxidos son compuestos de un ion metlico e iones hidroxilo, OH. Loshidrxidos son las bases que se producen al agregar agua al xido de unmetal.

Los oxicidos en los que el no metal esta acompaado de oxgeno (en un anincompuesto) y que contienen tambin hidrgeno. Los oxcidos son el productode la reaccin de los xidos de los no metales con el agua.


En una reaccin como sta, el metal se oxida (gana oxgeno) pero tambinpierde electrones, pues en el xido se encuentra en forma de ion positivo Mg2,y como el oxgeno se torna un ion negativo, O2-, puede decirse que esteelemento se reduce al ganar electrones.

En la molcula del agua encontramos un tomo de Oxgeno con cargaelectronegativa por lo cual se vuelve una sustancia que atrae muchoselectrones de otros tomos.

De acuerdo a las actividades realizadas responde junto con tus alumnos lassiguientes preguntas:

1. Qu elemento pierde electrones?

2. Por qu los elementos de oxidacin de los elementos metlicosson positivos?

3. Por qu el agua es un elemento oxidante?


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SECUENCIA 4: Energa Qumica Almacenada

Introduccin

La energa que es absorbida o liberada como resultado de una reaccinqumica, se denomina energa qumica. En concreto, es uno de los aspectos dela energa interna de un cuerpo y, aunque se encuentra siempre en la materia,slo se nos muestra cuando se produce una alteracin ntima de sta.

En la actualidad, la energa qumica es la que mueve los automviles, losbuques y los aviones y, en general, millones de mquinas. Tanto la combustindel carbn, de la lea o del petrleo en las mquinas de vapor como la de losderivados del petrleo en el estrecho y reducido espacio de los cilindros de unmotor de explosin, constituyen reacciones qumicas.

El carbn y la gasolina gasificada se combinan con el oxgeno del aire,reaccionan con l y se transforman suave y lentamente, en el caso del carbn yrpidamente, en el caso de la gasolina dentro de los cilindros de los motores.Las mezclas gaseosas inflamadas se dilatan considerable y rpidamente y enun instante comunican a los pistones del motor su energa de traslacin, sufuerza viva o de movimiento.

Si se rodeasen el carbn o la lea, la gasolina y el petrleo de una atmsferade gas inerte, por ejemplo nitrgeno gaseoso, ni los primeros arderan ni losltimos explotaran en los cilindros. El nitrgeno no reacciona con aquelloscuerpos y las mezclas de gasolina y nitrgeno ni arden ni explotan.

Finalmente, hay que mencionar la ms reciente y espectacular aplicacin de laenerga qumica para lograr lo que durante muchos siglos constituy su sueo:el viaje de ida y vuelta al espacio exterior y a la Luna, as como la colocacinde distintos tipos de satlites artificiales en determinadas rbitas

Objetivo

Revisar la forma en que se llevan a cabo la reaccin de oxidacin en losprocesos qumicos.


Hacer una investigacin en equipos de trabajo sobre la clasificacin de losxidos.


Para poder observar una reaccin de oxidacin se va a realizar el siguienteexperimento.

Materiales:


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PinzaVaso de precipitadoInterfaz CoachLab IISensor de OxgenoCinta de Mg

Monte el siguiente arreglo experimental:

Tome una pinza un trozo de 3 cm de cinta de Mg.

Prender el mechero y poner en contacto el calor la cinta de magnesio.

Mida con el sensor de oxgeno la perdida generada en la combustin.En una reaccin como sta, el metal se oxida (gana oxgeno) pero tambinpierde electrones, pues en el xido se encuentra en forma de ion positivo Mg2,y como el oxgeno se torna un ion negativo, O2-, puede decirse que esteelemento se reduce al ganar electrones.


A partir de las actividades anteriores contestar las siguientes preguntas:

1. Qu elemento pierde electrones durante la reaccin?2. Qu Elemento se queda con mayor carga positiva?3. Qu elemento se oxido oxid durante la reaccin?


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SECUENCIA 5: Acidez y Basicidad

Introduccin

Arrhenius (1859-1927) Fisicoqumico Sueco defini que un cido es unasustancia que libera iones Hidrgeno (H1+) cuando se disuelve en agua.

Propuso, una base es una sustancia que libera iones Hidrxido (OH1-) cuandose disuelve en agua.

En 1923 Johannes N. Bronsted (1879-1947) Qumico Danes y Thomas M.Lowry (1874-1936) qumico ingles. Propusieron; cido como una sustancia quepuede dar o donar un proton (H1+) a alguna otra sustancia y a una Base comocualquier sustancia que es capaz de recibir y aceptar un protn de otra. Uncido es un donador de protones y una base es un receptor de protones.

Los cidos y Bases desempean un papel importante en los seres vivos. Loscidos y Bases fuertes tienen una accin daina sobre los organismos vivosporque disuelven los materiales proteicos y extraen el agua de los tejidos.

Los detergentes y los jabones para ropa contienen Bases, la ropa hecha conmaterial de lana o seda y protenas animales no debe de lavarse con este tipode jabones o detergentes porque disuelven o encogen a las protenasanimales de las fibras de que esta hecha.

Se les llama Bases por que algunas de las primeras Bases se obtuvieroncalentando fuertemente una solucin que se extrae de la madera y se lesconsidero las bases de las cuales se forman otros compuestos.

Las propiedades de los cidos y Bases son importantes en la vida diaria (aunpara sobrevivir) y as gran parte de los alimentos que comemos son cidos,pero nuestra sangre es ligeramente Bsica. Si el balance cido-Base cambiaen la sangre en cualquier direccin podra ocurrir la muerte.


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Objetivo

Comprender el trmino de pH y Ensear a los alumnos a diferenciar losvalores de acidez y basicidad de una sustancia,


Investigar que sustancias los rangos de clasificacin del pH y dar algunosejemplos de sustancias de la vida diaria que puedas clasificar como:

cidos Neutros Bases


Se medir el pH de diez distintas sustancias y as se comprobarn lashiptesis.

Para realizar la experiencia se requiere el siguiente material.

Equipo y Material Sustancias

Interfaz Coach 1. Solucin de HCl 1N

Sensor de pH 2. cido ntrico concentrado

10 pipetas graduadas de5 ml

3. Champ

10 tubos de ensaye de 13x 150 mm

4.Agua destilada

1 gradilla para tubos deensaye 5. Agua corriente

10 vasos de precipitadosde 50 ml

6. Leche

10 Tubos de ensaye condiversas sustancias

Limpiador de aceite de pino


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El montaje experimental es mostrado en la siguiente figura:


A partir de los resultados obtenidos trata de contestar cada una de lassiguientes preguntas:

1. Cul es el valor del pH del Agua?2. Por que se caracterizan las soluciones acuosas de los cidos?3. Por que se caracterizan las soluciones acuosas de las Bases?4. Como se Neutralizan los cidos y como se determina?


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SECUENCIA 6: Tabla Peridica

Introduccin

Los qumicos de antes buscaban cambios peridicos confiables en laspropiedades y el comportamiento de los elementos que ayudaron a hacerpredicciones, es por ello hace ms de 100 aos se empez a buscar algunaforma de organizar los elementos.

En 1860 los qumicos ya haban descubierto 60 elementos y determinado susmasas atmicas. Tambin observaron diferencias entre grupos de elementos yentre los elementos por lo que trabajaron en clasificarlos de una manera que sediferenciara cada uno de ellos.

El Qumico Ruso Dimitri Mendeleiev en 1869 pblico una tabla de loselementos organizados segn el orden creciente de su masa atmica, loscoloco en columnas verticales, empezando por los ms livianos. Cuandollegaba a un elemento que tena propiedades semejantes a la de otro elementoque ya haba colocado en la columna, comenzaba una nueva columna.

Por lo que los elementos con propiedades parecidas quedaban acomodados enhileras. Al poco tiempo Mendeleiev perfeccion su tabla acomodando loselementos en filas horizontales.

Tambin mostr que las propiedades de los elementos se repetan de maneraordenada fila por fila en la tabla. Con ello formul la ley peridica, Laspropiedades de los elementos son funciones peridicas de los nmerosatmicos de dichos elementos.

La Tabla Peridica, rene a 109 elementos conocidos, acomodados deacuerdo con sus propiedades fsicas y qumicas, principalmente con el ordencreciente de sus nmeros atmicos. Hay algunos datos estadsticos sobre loselementos: De los 83 elementos presentes en la naturaleza 12 constituyen el99,7 % de la corteza terrestre: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, H, P y Mn. Y 6elementos constituyen el 99 % del cuerpo humano: O (65%), C (18%), H (10%),N (3%), Ca (1,5%), P (1,2%).

La Tabla Peridica permite al qumico conocer o predecir las relacionesatmicas en la cual se combinan los elementos.

El Nmero Atmico del elemento se representa en la parte superior delSmbolo del elemento y en la parte baja nos muestran la Masa Atmica. Lospatrones que se repiten en la tabla peridica son la clave de las semejanzas ydiferencias de las propiedades y el comportamiento de todos los elementos.


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En la forma larga del sistema peridico se ordenan los elementos segn elnmero atmico creciente en las filas horizontales llamadas periodos y en lascolumnas verticales conocidas como grupos o familias.

En la tabla peridica la valencia del grupo I-IV es de forma ascendente de 1-4 ydel grupo V-VII empieza a bajar y el valor es de 8 menos el nmero del grupo8-5=3. Esto para los gases nobles Grupo 0 la valencia es igual a cero, estoquiere decir que son gases inactivos.

Alotropa: La existencia de un elemento en dos o ms formas bajo el mismoestado fsico de agregacin. De los elementos altropos (tienen dos o masclases de molculas en el mismo estado fsico de agregacin o forma dos omas tomos o molculas en un cristal. Este fenmeno se presenta solo en losno metales, por ejemplo en el Carbono, como diamante (cristal duro) y grafito(slido amorfo); el Oxgeno O2 y Ozono O3 ambos son gases; el Silicio enSlice, Cuarzo, Pedernal y palo (slidos).

Objetivo

Identificar la posicin que guardan los elementos dentro de la tabla peridica, ytener el conocimiento de los elementos que son de importancia paraactividades del ser humano.


En un trabajo en equipo clasificar los elementos de la tabla peridica en trescategoras:

Metales en Color azul No Metales en Color Naranja),

Metaloides tienen propiedades intermedias entre metales y nometales.


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La Valencia en el elemento es la capacidad de combinacin que este posee. Elconocimiento de las valencias de los elementos constituye una clave paraescribir las frmulas correctas.

Se tienen dos regiones de elementos, los metlicos a la izquierda de la tabla,ya que pierden electrones convirtindose en cationes. La otra regin de laderecha corresponde a los no metales cuyo comportamiento es ganarelectrones convirtindose en aniones. El elemento ms metlico es el Francio(Fr) y el no metlico es el Fluor (F).

Los Metaloides o Semimetales, estn en la frontera de los metales y los nometales.

De acuerdo al ejercicio anteriormente ubique dentro del software y clasifiquelos elementos en trminos de su Valencia


Clasificar los elementos de la tabla peridica en trminos de:

Nmero Atmico Peso Atmico


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SECUENCIA 7: Reacciones de Descomposicin

Introduccin

En una reaccin de descomposicin, una sustancia compleja se separa en doso ms sustancias simples. Para ello se necesita de una fuente de energaexterna para realizar este proceso. Por ejemplo las bebidas carbonatadascomo la soda, contienen el compuesto cido Carbnico H2 CO3, estecompuesto se descompone en agua H2O y el gas bixido de Carbono. El gasCO2 produce las burbujas que se liberan.

La reaccin que ocurre cuando se detonan explosivos es tambin una reaccinde descomposicin. Con el calentamiento el oxido de mercurio (II) (HgO) sedescompone para formar mercurio y oxgeno.

Siempre hay que asegurarse que la ecuacin este bien balanceada cuando serepresente una reaccin de descomposicin.

La electrolisis es un procedimiento para descomponer el agua en hidrgeno yoxgeno. El Perxido de Hidrgeno se utiliza para blanquear la ropa y aclarar elpelo. Tambin se utiliza como antisptico. Se puede observar como se libera eloxgeno cuando una solucin dividida al 3% se usa como antisptico y al estaren contacto con una herida o con materia orgnica se forman burbujas.


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Algunos Carbonatos cuando se calientan, se descomponen para formardixido de carbono; por ejemplo cuando se calienta la piedra caliza (carbonatode calcio) uno de los productos es CO2 . Los Bicarbonatos o carbonatos cidosal calentarse se descomponen para producir la sal del carbonato agua ydixido de carbono.

Al calentar polvo de hornear (carbonato de hidrgeno y sodio o Bicarbonato desodio) se descompone para producir carbonato de sodio, vapor de agua ydixido de carbono.

El Polvo para hornear se puede utilizar para extinguir fuego, debido a que eldixido de carbono que se forma en su descomposicin atena las llamas.

Cuando el Nitrato de Amonio se calienta a temperatura elevada, se degradaexplosivamente en monxido de nitrgeno y agua.

En una reaccin de descomposicin un compuesto se descompone en dos oms sustancias simples. El compuesto puede descomponerse en elementosindividuales como cuando el xido de mercurio (II) se descompone en mercurioy oxgeno. Los productos que se forman pueden ser un elemento y uncompuesto, como cuando el perxido de hidrgeno se descompone en agua yoxgeno; o el compuesto puede degradarse en compuestos ms simples.

Objetivo

Identificar la transformacin o el cambio qumico a travs de la reaccin dedescomposicin que sufre el bicarbonato y el carbonato de calcio con lainduccin de calor.


La reaccin de descomposicin es un fenmeno que requiere de una fuente deenerga. Haz que los alumnos investiguen la siguiente actividad:

1. Cuanta energa calrica es requerida para la descomposicindel carbonato de calcio?

2. Es necesario la liberacin de CO2?


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Para el desarrollo de esta actividad se requerir el siguiente material:

Materiales Equipo

1 vaso de precipitado Interfaz Coachlab II

1 parrilla Sensor de temperatura

10 grs. de Bicarbonato Sensor de CO2

10 grs. De Carbonato deCalcio

1. .Se coloca un vaso de precipitado sobre una parrilla y se ponen10 grs. de Bicarbonato.

2. .Acercar el sensor de temperatura para dar de alta los sensores

hay que entrar al icono de mostrar panel (ver manual deinstalacin de Interface Coach lab II).

3. Vaya registrando la temperatura dentro del modulo demediciones del programa Coach5 completo mientras se calientael bicarbonato.

4. .Al mismo tiempo de ir tomando el valor de temperatura se pude ir

graficando al oprimir el icono de mostrar grfica.5. .Lo anterior se compara con el calentamiento del carbonato de

Calcio utilizando el mismo procedimiento de calentar.6. .Graficar tiempo y temperatura para ambos materiales.

7. .Al mismo tiempo se acerca el sensor de CO2, tambin se varegistrando el valor de Dixido de carbono mientras se lleva acabo la reaccin de descomposicin.

8. .Lo anterior se grafica con el tiempo que transcurre la reaccin.

Adems encontrara en el este modulo un icono mostrartabla, y selecciona valores de CO2; donde aparecen la columnapara el bicarbonato de Sodio y el Carbonato de calcio.

Lleva a cabo junto con los alumnos el anlisis de la grfica de tiempo contracantidad de CO2 liberado.

El CO2 es el producto de la reaccin de descomposicin de los carbonatos. Alir calentando el carbonato de calcio y el bicarbonato se incremento laliberacin de CO2 para ambos.


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Los compuestos iniciales no son los mismos cuando sufren una reaccin dedescomposicin y esta a su vez genera productos distintos con los mismoselementos que la formaban.

En este caso los bicarbonatos de sodio se descomponen a Dixido deCarbono, Agua y Carbonato de Sodio (slido).

En el caso del Carbonato de Calcio se descompone a Dixido de carbono yxido de Calcio.

De acuerdo a lo hecho en las actividades anteriores contesta las siguientespreguntas:

1. .Por qu siempre se necesita una fuente de energa externapara la reaccin de descomposicin?

2. .Cul es el principal producto en la reaccin de descomposicinque sufre un Carbonato?

3. .Qu tipo de energa se empleo para que ocurriera la reaccinde descomposicin en el Bicarbonato de Sodio?


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SECUENCIA 8: Mezclas Homogneas y Heterogneas

Introduccin

Una sustancia es una forma que tiene una composicin constante o definida ycon propiedades distintivas. Las sustancias difieren entre s en su composiciny pueden ser identificadas por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades.

Cualquier mezcla ya sea homognea o heterognea se puede formar o separaren sus componentes puros por medios fsicos sin cambiar la identidad dedichos componentes. Despus de la separacin, no habr ocurrido cambioalguno en las propiedades y composicin de los componentes de la mezcla.

Los jugos de frutas, el caf, la leche, el aire, las tintas son ejemplos de mezclashomogneas. El mrmol, la arena, el agua con tierra y el caf soluble conazcar son mezclas heterogneas.

Sin embargo la mezcla de gases como el aire o de algunos lquidos como elalcohol y el agua- aunque son sistemas homogneos estn formados tambinpor varias especies qumicas mezcladas.

As mismo las disoluciones de slidos en lquidos son sistemas homogneos,formados de varias especies qumicas. El concepto mezcla incluye lasdisoluciones. Se llama disolucin a la mezcla de varias sustancias que formanun sistema homogneo. En consecuencia, disolucin es un caso particular deMezcla.

Se dice que un sistema material es homogneo cuando porciones iguales delmismo, tomadas de distintas partes, tienen iguales propiedades. Una disolucinde azcar en agua, una porcin de sal, son ejemplos de sistemas homogneos.Si las partes de un sistema material tienen propiedades diferentes se dice quees heterogneo, por ejemplo un trozo de granito, en el que pueden distinguirsepartculas negras brillantes mica, otras opacas o traslucidas de minerales y porltimo partculas transparentes de cuarzo. Todo sistema heterogneo estaconstituido de partes que son homogneas.

Estas mezclas las podemos separar mediante mtodos fsicos en otrassustancias ms simples las cuales pueden ser compuestos y estos ltimoscuando los separamos por mtodos qumicos darn como resultado a loselementos.

Los Mtodos de separacin para mezclas homogneas y heterogneas,aprovechan las propiedades fsicas ms importantes de las diferentessustancias, por ejemplo la solubilidad, el punto de ebullicin, la densidad


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El objeto de la separacin es obtener el componente deseado en forma pura, oparcialmente pura, para su determinacin analtica, o eliminar otroscomponentes cuya presencia obstaculizara la medicin, o ambas cosas a lavez.

Para las Mezclas Heterogneas se mencionan los siguientes mtodos deseparacin.

Filtracin :

Para separar mezclas formadas por un liquido y un slido que no se mezclan,mediante el uso de un medio poroso que sirve como filtro. Se utiliza paraclarificar el agua o purificar slidos.

Decantacin:

Para separar mezclas formadas por dos lquidos que no se mezclan o bienpara separar mezclas formadas por un slido de un lquido el cual no pasa porlos filtros comunes como es el caso del aceite, se vierte el lquido en el sobre elen otro recipiente separando por accin de la gravedad.

Embudo de Separacin:

Se pueden separar mezclas heterogneas formadas por dos lquidosinmiscibles (que no se mezclan), en el caso del aceite y del agua, tambin sirvepara extraer un slido de una mezcla por diferencia de solubilidad.


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Para las Mezclas Homogneas estn los siguientes mtodos:

Evaporacin:

Para separar mezclas homogneas formadas por un slido soluble en unlquido, por ejemplo la sal del agua, azcar de agua, etc.

Destilacin:

Se usa para separar mezclas homogneas formadas por lquidos condiferentes puntos de ebullicin, como el alcohol y el agua , tambin sirve paraseparar un slido de un lquido como es el caso del agua destilada la cualcarece de sales.

Sublimacin:

Se usa para separar mezclas de slidos donde uno de ellos tiene la propiedadde pasar directamente del estado slido al gaseoso, por ejemplo sal y yodo,arena y naftaleno, sal y paradiclorobenceno (material del cual estn elaboradaslas pastillas desodorantes).

Cromatografa:

Por medio de un medio poroso y permeable, adems de un solvente seseparan sustancias, basado en el principio de adsorcin.

Objetivo

Tener conocimiento y saber diferenciar entre una mezcla homognea y unaheterognea, adems de conocer los mtodos que existen para la separacinde mezclas.


Junto con los alumnos analiza los dos tipos de mezclas y sus componentes,estos ltimos sus caractersticas fsicas, y el tipo de mtodos a detalleutilizados en la prctica.

Las mezclas homogneas presentan una apariencia uniforme y se trata de unasola fase. Mientras que las mezclas heterogneas tienen diversas fases enmateria cuyas propiedades locales varan en diferentes puntos de la muestra.

La mezcla del agua con el azcar corresponde a una mezcla de tipohomognea, para el mismo tipo se tiene la mezcla de agua con el alcohol.

Para la mezcla del agua con el suelo se tiene una mezcla heterognea al igualque la del agua con el aceite.


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Junto con el alumno Se llevara a cabo 4 mezclas, despus de crearlas senecesita hacer la separacin por lo menos de 2 mezclas por medio de losmtodos mas adecuados y que lleven un tiempo estimado.

Realice las siguientes asignaciones:

1. .Se mezclan 200 ml de agua con 100 gr de azcar en un vaso deprecipitado de 500ml y utilizando la varilla agitadora se mezcla.

2. Una vez obtenida se toma la temperatura con el sensor detemperatura de la interfaz Coach Lab II, y puede observar lasmediciones dentro del programa Coach5 completo.

3. .Dentro del modulo de Mediciones, en explorando la Qumica, enel icono mostrar panel.

4. .Despus se procede a la separacin por medio de la Ebullicinpor evaporacin, calentando la mezcla homognea formada,durante el calentamiento se podr ir registrando la temperaturacon el sensor.

5. Para la Segunda se vaca en un vaso de precipitado de 250ml,100 ml de agua con 80 gr. de suelo, y despus se procede a suseparacin por Filtracin.

6. .Vaciando la mezcla a travs de un papel filtro colocado encimade un embudo colocado en un vaso de precipitado de 250ml. Elalumno debe de observar y anotar sobre lo que quedo en el papelfiltro.

7. Para la siguiente se toma la temperatura con el sensor sobre150ml agua que est contenida en un vaso de precipitado de250ml, despus vaca los 100ml alcohol y mide la temperaturacon el sensor.

8. Por ltimo vaciar los 50 ml de agua en 50ml de aceite contenidosen un vaso de precipitado de 250ml y agite con la varilla y anotelas observaciones.

Despus de haber realizado las cuatro mezclas anotar los cambios que sepresentaron, adems de identificar que tipo de mezcla se refiere cada una delas mezclas realizadas, son Homogneas o Heterogneas.

Lleva al alumno a que reflexione sobre la mezcla del agua con el azcar, si esque esta corresponde a una mezcla con apariencia uniforme con una solafase.


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1. .Para mostrar el contenido de esta prctica existen ejemplos quepueden orientar ms al alumno y despertar ms el inters en estetema, para ello dentro del programa Coach5 completo, presionael mdulo de mediciones y encontrars un men en el quevers una lista de temas.

2. .Escoge explorando la Qumica y despus deber escoger laactividad llamada Mezclas homogneas y heterogneas.

3. .La pantalla aparece dividida en cuatro ventanas o cuadros, en elcuadro 1 encontrars una Introduccin acerca del tema de estodentro del icono que aparece en el modulo de medicionesllamado mostrar textos en este icono tambin encontrarinformacin de mtodos de separacin de mezclas homogneasy heterogneas.

4. . Lo anterior puede mostrarlo en figuras que aparecen oprimiendoel icono de mostrar imagen y aparece una lista y podemosbuscar en la lista los nombres respecto a los textos antesmencionados, un esquema general de mezclas, mezclashomogneas, otras mezclas, mtodo de separacin porevaporacin y filtracin para mezclas heterogneas.

5. Las imgenes anteriores, las podr utilizar en el momento dehacer el anlisis de la practica, para que el alumno aprenda adiferenciar entre un tipo de mezcla y el otro.


Ayuda a los alumnos en base a lo que obtuvieron en el ejercicio, a que por sisolos comprendan lo siguiente:

1. Cul es la diferencia entre una mezcla homognea y unaheterognea?

2. Cuntos y cuales son los Mtodos que existen para separar unamezcla homognea?

3. Cuntos y cuales son los Mtodos que existen para separaruna mezcla heterognea?

4. Qu tipo de mezclas son las que elaboraste en la prctica?


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SECUENCIA 9: Estados de Agregacin de la Materia

Introduccin

Vivimos en un mundo material en el que los objetos tienen propiedades muydiversas. Una primera forma de clasificar la materia es de acuerdo con la fasefsica o estado de agregacin en que se encuentra: slido, lquido o gaseoso.

Una explicacin plenamente satisfactoria de la presencia de tres fases en lamateria se alcanz el siglo pasado, gracias al modelo cintico-molecular.Segn este modelo, toda la materia est compuesta de partculasextraordinariamente pequeas, que reciben el nombre de molculas.

Las molculas de un material interactan entre s. De la magnitud de esainteraccin, y de la temperatura de la muestra, depende que sta se presenteslida, lquida o gaseosa.

Cuando las molculas estn fuertemente unidas y por lo general ordenadas demanera simtrica, tenemos un slido. Si las fuerzas intermoleculares sonmenores, la Sustancia pierde rigidez: se trata de un lquido. Las molculas dellquido se trasladan libremente, pero se encuentran cercanas unas de otras.


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En un gas, la fuerza de atraccin entre molculas es menor y se presentanseparadas y desordenadas .Las sustancias se caracterizan por suspropiedades y por su composicin. El color, punto de fusin y punto deebullicin son propiedades fsicas. Una propiedad fsica se puede medir yobservar sin que cambie la composicin o identidad de la sustancia. Porejemplo, se puede determinar el punto de fusin del hielo al calentar un trozode l y registrar la temperatura a la cual se transforma en agua. Pero el aguadifiere del hielo slo en apariencia, no en su composicin, por lo que esto es uncambio fsico; es posible congelar el agua para recuperar el hielo original. Porlo tanto, el punto de fusin de una sustancia es una propiedad fsica.Igualmente, cuando se dice que el gas helio es ms ligero que el aire, se hacereferencia a una propiedad fsica.

Por otro lado, el enunciado "el gas hidrgeno se quema en presencia de gasoxgeno para formar agua" describe una propiedad qumica del hidrgeno, yaque para observar esta propiedad se debe efectuar un cambio qumico, en estecaso, la combustin. Despus del cambio, la sustancia qumica original, elhidrgeno, habr desaparecido y todo lo que quedar es una sustancia qumicadistinta, el agua. No es posible recuperar el hidrgeno del agua por medio deun cambio fsico, como la ebullicin o la congelacin.

Todas las propiedades medibles de la materia pertenecen a una de doscategoras adicionales: propiedades extensivas y propiedades intensivas. Elvalor medido de una propiedad extensiva depende de la cantidad de materiaconsiderada. La mas que es la cantidad de materia en una cierta muestra deuna sustancia, es una propiedad extensiva. Ms materia significa ms masa.Los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar.

Las mediciones que hacen los qumicos se utilizan a menudo en clculos paraobtener otras cantidades relacionadas. Hay diferentes instrumentos que nospermiten medir las propiedades de una sustancia: con la cinta mtrica se midenlongitudes, en tanto que con la bureta, la pipeta, la probeta y el matrazvolumtrico se miden volmenes con la balanza se mide la masa, y con eltermmetro, la temperatura. Estos instrumentos permiten hacer mediciones depropiedades macroscpicas, es decir, que pueden ser determinadasdirectamente. Las propiedades microscpicas, a escala atmica o molecular,deben ser determinadas por un mtodo indirecto.

Caractersticas de los slidos : Las partculas que lo forman se encuentranordenadas espacialmente, ocupando posiciones fijas, dando lugar a unaestructura interna cristalina, debido a que las fuerzas intermoleculares son muyfuertes.


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Caractersticas de los lquidos : Cada molcula se encuentra rodeada por otrasmolculas que la atraen, en el interior del lquido, siendo iguales todas lasfuerzas de atraccin, por lo que es como si no se efectuara ninguna fuerzasobre la misma. Las molculas de la superficie se mantienen unidas a travsde una fuerza que se manifiesta en la tensin superficial. Caractersticas de losgases : Las molculas de un gas se encuentran unidas por fuerzasintermoleculares muy dbiles, por lo que estn muy separadas y se mueven alazar.

Objetivo

Conocer como se encuentra la materia en nuestro entorno as como loscambios que se pueden producir en cada una de sus formas.


En equipo de trabajo investigar y exponer las siguientes preguntas: Qu unidades mtricas se pueden usar para medir la materia

y da un ejemplo de cada tipo de materia?

Cuantos son los cambios que hay de un tipo de materia aotro y como los nombran?


Dentro del programa Coach6 completo presiona el mdulo de medicionesencontraras un men en el que hay una lista de temas , escoge el deexplorando la qumica y subsiguiente el de estados de agregacin de lamateria.

1. En la primer ventana del programa Coach II encontraras unapequea introduccin con respecto al tema.

2. En las dems ventanas encontraras fotografas de los tresestados de la materia en el icono de imgenes encontraras otrasdos imgenes que ayudaran a tu clase.

3. Dale click al icono de texto encontraras un apartado donde seencuentra el experimento a realizar

4. En icono de notas encontrars un breve cuestionario para el finalde la clase.


Ejecute el modelo que se encuentre en el software y vari los valores enfuncin de la temperatura.


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SECUENCIA 10: Enlace Qumico, Disoluciones

Introduccin

En 1913, la estructura atmica se explicaba de acuerdo con el modelo cunticopropuesto por Bohr. Se haba comprobado que en condiciones terrestres lamayora de los tomos rara vez se encontraban de forma aislada, sino que, porel contrario, su estado ms frecuente era enlazados, esto es se combinabanobedeciendo a determinadas leyes, pero siempre con cierto carcter selectivo ydistintivo.

Enlace inico y propiedades peridicas.

La formacin de un enlace inico est en estrecha relacin con las propiedadesperidicas de los tomos: valencia principal, energa de ionizacin, afinidadelectrnica y electronegatividad.

El factor determinante en la formacin de iones, o sea el causante de latransferencia total de electrones en el enlace inico, es la electronegatividad.

Propiedades de los compuestos inicos

Son slidos cristalinos que exhiben elevados puntos de fusin y ebullicin. Sonsolubles en agua y presentan el fenmeno de disociacin. En solucin yfundidos son capaces de conducir la corriente elctrica.

Estructura cristalina de los compuestos inicos

Cuando los compuestos inicos se solidifican, se forman slidos compuestospor iones positivos y negativos. Esto significa que presentan una ordenacininterna definida a las cuales se les llama cristales.


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Solubilidad y disociacin

Los compuestos inicos son solubles en agua e insolubles en solvetesorgnicos, como benceno, cloroformo, tetracloruro de carbono, alcohol, ter,etc.

El agua no es un compuesto inico, pero presenta un carcter polar muymarcado.

En la disociacin de un compuesto inico los iones que estn presentes en elslido cristalino cuando se disuelven en agua los iones se separan del cristal yaumenta su movilidad.

Los compuestos capaces de disociacin inica, en solucin acuosa o fundidosy, de ionizarse en presencia de agua, permitiendo as el paso de la corrienteelctrica, se denominan electrolitos.

Las soluciones acuosas de los iones se hacen casi siempre en dos maneras,disolviendo un slido inico en agua o permitiendo que ciertos elementos ocompuestos covalentes, reaccionen con agua o con soluciones acuosas deotros compuestos. El primer procedimiento, la separacin y difusin de iones yaexistentes, se conoce como disociacin. La formacin o sntesis de los iones,por medio de reacciones qumicas, se denomina a veces ionizacin.

Las principales sustancias productoras de iones se clasifican como cidos,bases y sales.

Objetivo

Que el alumno compruebe de manera terica-prctica el concepto de enlace.


Investigue en trabajos en equipo y expongan las siguientes teora:

La teora de Arrhenius, Proceso de Ionizacin


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Antes de comenzar discuta los valores esperados de conductividad de cadauna de las muestras, en la Grfica terica:

Grfica hipottica

Grfica Experimental


Con base a los resultados experimentales responde a las siguientes preguntas:

1. Cul de las soluciones presenta una mayor conductividad yporque?

2. Describe la relacin entre el tipo de enlace y la conductividad3. Seala cul de las soluciones no se considera un electrlito


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SECUENCIA 11: Coloides y Suspensiones

Introduccin

Hace cien aos, el qumico ingls Thomas Graham realiz un experimento queconsista en hacer pasar diferentes sustancias a travs de una membrana depergamino.

Observ que un grupo de sustancia pasaba con facilidad a travs de lamembrana y otro grupo no pasaba en lo absoluto. Al primer grupo lo llamcristaloides y al segundo coloide. El trmino coloide significa parecido a la colay esta sustancia fue una de las que no pasaba a travs de la membrana.Graham supuso que la capacidad o incapacidad de pasar a travs de lamembrana se deba al tamao de las partculas.

Ms tarde se descubri que cualquier sustancia poda servir para producir uncoloide, incluso algunas de las sustancias, que Graham clasific comocristaloides. Ahora los coloides se definen como mezclas constituidas por dosfases, la fase dispersa y la fase continua. Son intermedios entre lassuspensiones y las soluciones. Las partculas coloidales son ms grandes quelos tomos, molculas y los iones simples de las soluciones. Son de menortamao que las partculas de las suspensiones, las cuales pueden observarseen un microscopio y se sedimentan cuando estn en reposo.

Los sistemas formados por medios con partculas disueltas o dispersas quemiden desde aproximadamente 1mm hasta varios micrones, se llaman coloide.Las partculas que constituyen la fase dispersa se llaman Fase dispersa y elmedio recibe el nombre de dispersin. Como toda la materia puede tomar elestudio coloidal, podemos clasificar los sistemas coloidales en funcin de losestados de la fase dispersa y del medio de dispersin. Otra clasificacin paralos sistemas coloidales es: lifobos o lifilos.

Los sistemas lifobos son suspensiones de partculas de tamao coloidal y nosoluciones de agregados de partculas primarias, pues lifobo quiere decirenemigo del disolvente, lo cual significa que hay muy poca o ninguna, atraccino afinidad entre el medio y las partculas.

Estos sistemas son termodinmicamente inestables en lo que respecta a laformacin de grandes agregados no coloidales. Si se trata de dos lquidos, lacondicin inestable correspondiente constara de dos capas lquidasseparadas.

Los sistemas lifilos son verdaderas soluciones de macromolculas o demicelas (agregados de molculas primarias ms pequeas) que tienendimensiones en el intervalo del tamao coloidal. En estos sistemas hay fuerteatraccin entre el medio y las partculas.


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Entre los coloides lifilos se cuentan muchos polmeros naturales y sintticos,sustancias de gran importancia como protenas, cidos nucleicos, almidones yotras macromolculas. En este grupo estn comprendidos los coloides deasociacin, formados por micelas que constan de una parte lifoba y una lifila,como jabones, detergentes, emulsificantes y humectantes, al igual queproductos biolgicos muy importantes, como cidos clicos, sus sales y susderivados.

Las soluciones de coloides lifilos difieren de las soluciones molecularesverdaderas porque el gran tamao de las macromolculas o de las micelasconduce a propiedades distintas y a tcnicas de estudio muy diferentes.

Para las propiedades de los coloides lifobos tiene mucha importancia laintercala y zona de contacto con el medio de dispersin; en cambio, en el casode los coloides lifilos no podra hablarse en rigor de esta intercala, porque noexiste en el sentido estricto de regin lmite entre dos fases, aunque en laprctica esta regin es importante por ejemplo, para interpretar el movimientode una macromolcula en solucin acuosa en presencia de un campo elctrico.

La forma de las partculas coloidales influye en su comportamiento aunque slopuede determinarse de manera aproximada, en la mayora de los casos puedeser muy compleja. Como primera aproximacin se pueden reducir a formasrelativamente sencillas, como la esfera que adems representa muchos casosreales, est caracterizada por su radio. Es la forma que adquieren laspartculas esencialmente fluidas, como las gotitas de un lquido dispersas enotro para formar una emulsin.

Las dispersiones de plsticos y caucho en agua (ltex) , as como en muchosnegros de carbono son casi esfricas , al igual que en ciertos virus. Adems sila forma es muy simtrica, como la de un cristal, para muchos fines puedeconsiderarse como una esfera. Si la forma se desva de la esfrica, podemosconsiderar como modelos los elipsoides de revolucin, como en muchasprotenas. Los elipsoides pueden ser oblatos (discos) o prolatos (forma decigarro puro). Si la partcula se aplana mucho, se asemejar a un discocaracterizado por su radio y espesor. Si se alarga mucho, tomar la forma deuna barra de longitud y radio dados (como el virus del mosaico del tabaco). Silas partculas se aplanan y alargan, su forma ser de tablillas o cintas (xidofrrico). Cuando se alargan mucho en comparacin con las otras dosdimensiones, se forma un filamento (polietileno y caucho). Para describir eltamao de partculas coloidales, el criterio ms til es hacerlo en trminos desus dimensiones y su masa. Si se conoce la forma esfrica o elipsoidea, susdimensiones pueden expresarse en micras, milimicras, angstroms onanmetros.

La cantidad de una partcula se expresa, en general, como el peso de lapartcula, que no tiene dimensiones, pues relaciona el peso de una solapartcula con el peso de O =16, o el peso de una mol de sustancia, esto es, elnmero de Avogadro de partculas ( N= 6.023*1023) con un mol de oxgeno =16 g.


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La sedimentacin de las partculas coloidales, con la heterogeneidadconsiguiente en el sistema, es tan lenta que normalmente es impedida poragitacin trmica, en contraste con otras partculas ms grandes quesedimentan ms rpidamente. Sin embargo hay casos en que las partculas deun sistema disperso sedimentan rpidamente, bien de forma espontnea en untiempo corto o por adicin de pequeas cantidades de sales. Esto prueba queel tamao de las partculas ha aumentado y se dice que el coloide ha floculado(o coagulado). Si por un cambio apropiado en el disolvente se invierte esteefecto, se dice que ha habido desfloculacin o precipitacin.

En el caso de sistemas coloidales, la adherencia de partculas en colisin es engeneral la ms importante de todas las posibles causas del aumento deltamao de la partcula. Toda agregacin de partculas de un sistema, que dapor resultado floculacin, produce un cambio en el estado del sistema dispersoy, como consecuencia una perturbacin de su estabilidad. Por ello se puedehablar de estabilidad frente a agregacin de sistemas dispersos, que indica queel sistema no flocula.

Los coloides, en virtud de su preparacin, sobre todo si es por reaccionesqumicas, suelen ir acompaados de iones, u otros componentes solubles depeso molecular bajo, los cuales han de eliminarse, hasta cierto punto. Elprincipio en el que se basan en general los mtodos de purificacin es laconsiderable diferencia de tamao entre las partculas coloidales y lasmolculas en solucin verdadera, por lo cual stas pueden atravesarmembranas, que en cambio son impermeables para las partculas dispersas.

Se usan membranas semipermeables para la purificacin de las solucionescoloidales por dilisis. En este proceso se suele introducir la dispersin en unrecipiente cuyo fondo o cuyas paredes son membranas semipermeables y quese sumerge en el disolvente puro, que se hace circular de modo continuo.

Los componentes de bajo peso molecular atraviesan la membrana y soneliminados de la dispersin.

El tipo de membrana depende del sistema que ha de purificarse.

Las usadas con mayor frecuencia son las de colodin o de celofn sin tratar.

Objetivo

Conocer que es un coloide y que importancia tiene en nuestra vida cotidiana



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Presiona el modulo de mediciones encontraras un men en el que hay una listade temas, escoge el de explorando la qumica y subsecuente el deDisoluciones , coloides y suspensiones .

1. En la primer ventana del programa Coach II encontraras unapequea introduccin con respecto al tema .

2. En la siguientes ventanas encontraras dos fotografas conrespecto a los coloides como se pueden encontrar en nuestravida diaria as como de un efecto que pueden provocar .


En cuanto a los coloides, se pueden clasificar en el rango de tamao entre 1mm a 1000 mm mediante un microscopio electrnico. Los coloides se puedenclasificar segn varios aspectos. Pueden considerarse lioflicos si se estabilizancon capas de hidratacin o bien liofbicos si presentan repulsin por el solventey por tanto son ms inestables. Tambin pueden clasificarse segn sea suduracin en Caduco (cambian rpidamente) o Diuturno (larga duracin).

Del punto de vista de la qumica hay dos clases: orgnicos o inorgnicos.Segn sea el tipo de aglomerado que conforman se clasifican en moleculares(polmeros).Por ltimo bajo un punto de vista de su forma, se puede decir quelos cilndricos son ms propensos a aglutinarse que los esfricos o poliedricos.

Obtener ejemplos de productos que sean de tipo coloidal y disoluciones ycomprenlos.

Anotar sus propiedades y fases (soluto y disolvente) que estn presentes


A partir de las actividades anteriores contesten en trabajo en equipo lassiguientes preguntas:

1. Qu es la osmosis?2. Qu es un Coloide?3. Cules son los componentes de una disolucin?


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SECUENCIA 12: Enlace Atmico

Introduccin

Un enlace inico es la fuerza electrosttica que mantiene unido a los iones enun compuesto inico. Un enlace inico puro se forma cuando el reparto deelectrones es tan desigual, que es mejor describirlo como una transferenciacompleta de electrones desde un tomo a otro en el enlace.

Los compuestos inicos resultan normalmente de la reaccin de un metal debajo potencial de ionizacin, con un no metal. Los electrones se transfieren delmetal al no metal, dando lugar a cationes y aniones, respectivamente. Estos semantienen unidos por fuerzas electrostticas fuertes llamadas enlaces inicos.

Un enlace covalente puro se forma cuando los electrones se comparten enforma equitativa. El enlace de tipo covalente se produce entre elementos nometlicos, o no metlicos con el hidrgeno, es decir entre tomos deelectronegatividades semejantes y altas en general. Se debe generalmente a laque comparten electrones entre los distintos tomos. En algunos casos puededarse un enlace covalente coordinado o dativo, en el que uno slo de lostomos cede los dos electrones con que se forma el enlace. Laelectronegatividad es una propiedad peridica y la puedes consultar en unatabla peridica de los elementos.

Lewis fue uno de los primeros en intentar proponer una teora para explicar elenlace covalente, por ello creo notaciones abreviadas para una descripcinms fcil de las uniones atmicas, que fueron las estructuras de Lewis. Paradibujar las estructuras de Lewis se puede seguir el siguiente mtodo:

Propiedades de las sustancias inicas:

Las sustancias inicas se encuentran en la naturaleza formando redescristalinas, por tanto son slidas. Su dureza es bastante grande, y tienen por lotanto puntos de fusin y ebullicin altos. Son solubles en disolventes polarescomo el agua. Cuando se tratan de sustancias disueltas tienen unaconductividad alta.


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Propiedades de los compuestos covalentes:

Los compuestos covalentes suelen presentarse en estado lquido o gaseosoaunque tambin pueden ser slidos. Por lo tanto sus puntos de fusin yebullicin no son elevados.

La solubilidad de estos compuestos es elevada en disolventes polares, y nulasu capacidad conductora.

Los slidos covalentes macromoleculares, tienen altos puntos de fusin yebullicin, son duros, malos conductores y en general insolubles.

Los enlaces metlicos:

Suelen ser slidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, y sus puntosde fusin y ebullicin varan notablemente. Las conductividades trmicas yelctricas son muy elevadas. presentan brillo metlico, son dctiles ymaleables. Pueden emitir electrones cuando reciben energa en forma decalor.

El enlace metlico es el que mantiene unido a los tomos de los metales entres. Estos tomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo queproduce estructuras muy compactas. Se trata de redes tridimensionales muycompactas.

Los enlaces en los metales no permiten la formacin de compuestos si no quees una interaccin que mantiene unidos a los tomos metlicos

Objetivo

Hacer que el alumno llegue a entender los diferentes tipos de enlace qumicoque hay, y entender como se da este tipo de enlaces.


Para mostrar el contenido de esta prctica existen ejemplos que puedenorientar ms al alumno y despertar su inters.

En el programa Coach6 completo, presiona el mdulo deprofesor y encontrars un men en el que vers una lista detemas, escoge explorando la qumica, luego aparece un listadode actividades donde seleccionars Enlace Qumico.

En el cuadro 1 encontrars una Introduccin si no aparecedebes encontrarla en el icono de texto presionas este icono yaparece una lista de subtemas Smbolos de Lewis, enlaceinico, enlace covalente, enlace metlico.


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Existen imgenes que se llaman Enlace inico, estructura deLewis, enlace covalente y enlace metlico, y puedesencontrarlas en el icono de mostrar imagen esto puede seruna buena herramienta para el apoyo de tu clase.

Establezca tres diferencias importantes entre compuestos"covalentes e inicos".


1. Colocar las siguientes molculas por orden creciente de supolaridad: HBr, HF, HI y HCl. Justificar brevemente la respuesta.

Respuesta: Cuando se unen mediante enlace covalente dostomos de diferente electronegatividad, los pares deelectrones no estn igualmente compartidos, formandoenlaces covalentes polares. Por ejemplo, en el HCl existe unapequea carga positiva en el H y otra negativa, tambinpequea, sobre el Cl, al ser este ms electronegativo que el deH. En general la polaridad aumenta al hacerlo la diferencia deelectronegatividad entre los tomos unidos. Por tanto como laelectronegatividad sigue en los halgenos el orden I < Br < Cl< F , la polaridad de las molculas ser : HI < HBr < HCl > HF.

2. Al comparar dos molculas muy similares como el CO2 y el SO2se observa que en la primera el momento dipolar es cero,mientras que en la segunda no. Justifique esto de formarazonada.

Respuesta: La molcula de CO2 es lineal, con dobles enlacesen los que el tomo de carbono tiene hibridacin sp. Al ser eloxigeno ms electronegativo que el carbono, los enlaces sernpolares. Sin embargo los dipolos elctricos son iguales pero desentido contrario y se anulan entre s, por lo que la molculaser apolar.

La molcula de SO2 tiene un tomo central de azufre conhibridacin trigonal sp2, con un par de electrones sincompartir, un doble enlace y un enlace covalente coordinado odativo que presenta dos estructuras resonantes. El par deelectrones sin compartir har que por repulsin el ngulo deenlace sea inferior al esperado de 120. El oxigeno es mselectronegativo que el azufre y los dipolos ahora no se anulan,por lo que la molcula ser polar.


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3. A partir de las configuraciones electrnicas de loscorrespondientes tomos, d las estructuras de Lewis de lasespecies qumicas : NF3 , NO2- y NO3-. Justifique tambin susestructura e indique si el trifluoruro de nitrgeno es o no unamolcula polar.


Un concepto bsico en qumica es el estudio de cmo los tomos formancompuestos. La mayora de los elementos que conocemos existen en lanaturaleza formando agrupaciones de tomos iguales o de distintos tipos,enlazados entre s.

1. Con tu grupo, realiza un estudio predictivo de la cantidad desustancias que tericamente podran formarse a partir de loselementos de la tabla peridica, recuerda que pueden unirse doso ms tomos iguales o distintos y pueden hacerlo de ms deuna forma. Presenten una definicin propia de enlace qumico.

2. Con estas actividades los alumnos y alumnas en primerainstancia, verificarn que en teora son muchos las sustanciasque pueden formarse, cada una con caractersticas y funcionesdistintas, esto deber llevarlos a una visin inicial de laimportancia del tema, y en las definiciones que puedan elaborarreconoceremos esto.

3. Los iones Na+ y Cl- libres no son abundantes en la naturaleza,sin embargo por qu existe tanta sal (NaCl) en el mundo?Discute en tu grupo una posible respuesta coherente con lo yaestablecido.

4. Cuando los estudiantes realizan esta actividad, por lo general,coinciden en el concepto de enlace; que es precisamente lo quese busca, que comiencen a reconocer que esta capacidad de lostomos puede ser imprescindible para nuestras vidas.


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SECUENCIA 13: Calor de Reaccin

Introduccin

La palabra materia describe todas las sustancias fsicas que nos rodean:nuestra computadora, nuestro cuerpo, un lpiz, el agua, etc. Hace miles deaos se crea que la materia estaba formada de cuatro componentes: tierra,fuego, aire y agua. Alrededor del ao 400 A.C., el filsofo griego Demcritosugiri que la materia estaba en realidad compuesta de pequeas partculas. Aestas partculas las llam tomos. En el ao 1803, el cientfico Britnico JohnDalton perfeccion la idea de Demcrito sobre los tomos y desarroll laprimera teora atmica.

Las sustancias de origen vegetal se descomponen continuamente en laNaturaleza, los metales se corroen y los alimentos se transforman dentro de losorganismos. En todos estos procesos ocurren reacciones qumicas.

En las reacciones qumicas siempre est presente la energa. Ya sea para queinicie la reaccin o se desprenda de ella , conjuntamente con los productos, laenerga es indispensable en los cambios qumicos.

La energa en una reaccin qumica puede provenir del medio o liberarse hacial en distintas formas, la ms comn de las cuales es el calor.

Sin embargo, hay reacciones, como la fotosntesis, que aprovechan la luz solarcomo fuente energtica, y cambios qumicos que generan electricidad, comoocurre, por ejemplo, en una pila


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Existe una clasificacin de las reacciones de acuerdo a la energa involucradaen el proceso. En algunas se proporciona energa, mientras que en otras sedesprende. Por lo anterior se les llama ,respectivamente.

La combustin del gas es un ejemplo de una reaccin exotrmica en la cul laenerga se manifiesta en forma de calor y luz, mientras que el cocimiento de losalimentos es endotrmica, la fotosntesis es otro proceso de esta clase porquerequiere de la luz solar para realizarse.

El conocimiento y la aplicacin de la termoqumica es til para predecir si seproducir una reaccin qumica y cuanta energa desprender o si es necesariala introduccin de calor al sistema.

Objetivo

El alumno calcular la cantidad de energa producida en una reaccin


Investigar las siguientes asignaciones y exponerlas mediante un trabajo enequipo:

Cul es la expresin matemtica para calcular el calor dereaccin y as poder determinar si se trata de una reaccinendotrmica o exotrmica

Que tipo de reaccin es la combustin de gas?


Se producir en un calormetro simple una reaccin exotrmica y se calcularla cantidad de calor producida partiendo de la medicin de temperatura.

La medicin de la temperatura se realizar con el sensor de temperatura de lainterfaz coach.

Material1 calormetro simple1 sensor de temperatura de -10C a 100C1 agitador de vidrio2 pipetas volumtricas de 10 ml

SustanciasAgua destiladaSolucin de cido sulfrico 1 MSolucin de hidrxido de sodio 1 M


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Procedimiento.1. Conectar el sensor de temperatura(entrada 1) a la interfaz.2. Pesar el vaso del calormetro y anotar su peso (P1) en la tabla (1)

3. En el vaso del calormetro depositar 25 ml de agua destilada,pesar el vaso con el agua y registrar el peso (P2) en la tabla.(1)

4. Agregar con cuidado y depositando en las paredes del vaso 10ml de la solucin de cido sulfrico, medidos con una pipetavolumtrica; agitar ligeramente y dejar en reposo hastatemperatura ambiente.

5. Pesar el vaso y registrar el peso (P3) en la tabla (1)

6. Pasar el vaso al calormetro e insertar el sensor de temperaturaen la tapa

7. Dejar reposar 5 minutos, despus leer la temperatura (t0) yanotarlo en la tabla.

8. Medir 20 ml de solucin de hidrxido de sodio con pipetavolumtrica. Destapar el calormetro y agregarla con cuidado alvaso depositndola en sus paredes Agitar ligeramente y tapar elcalormetro.

9. Dejar reposar hasta que la temperatura que la temperatura quemarca el termmetro sea estable. Leer la temperatura (t1) yanotarla en la tabla.

10. Pesar el vaso del calormetro con su contenido y registrar el peso(P4) en la tabla.

(En caso de que no se disponga de calormetros simples en ellaboratorio, utilizar en su lugar un vaso de precipitados de 100ml y registrar como temperatura final la mas alta que marqueel termmetro.)


En base a la experimentacin realizada llene la siguiente tabla

Peso del vaso (P1) GramosPeso del agua M1=P2-P1Peso de la solucin de cido sulfricoM2= P3-P1-P2Peso de solucin de hidrxidoM3=P4-P1-P2-P3

Temperatura C inicial

Temperatura C final

Discutan los resultados de la temperatura


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SECUENCIA 14: Catalizadores

Introduccin

Catlisis es un incremento en la velocidad de una reaccin como resultado dela adicin de una sustancia llamada catalizador. El catalizador participa en lareaccin pero no es consumido durante la misma: el catalizador reacciona enuno de los pasos de la reaccin y es regenerado en otro. Una solucin pura deH2O2 es estable.

Sin embargo, en presencia de un catalizador como MnO2, platino metal o ionesFe+2, se descompone rpidamente en agua y oxgeno molecular.

H2O2 H2O + O2

Las enzimas son protenas catalticas. Casi todas las reacciones celularesestn catalizadas. Alguna actividad cataltica no reside en las protenas sino enel RNA, es el caso de la ribozima que tiene parte de RNA y parte proteicaaunque la catlisis la efecta el cido nuclico. Esto tiene gran importanciaevolutiva pues demuestra que el RNA catalizaba antes que las enzimas queluego se especializaron. El RNA es peor catalizador. La funcin de las enzimasest relacionada con la unin de un ligando que ser el sustrato. Se formacomplejo enzima-sustrato, que luego se convierte en producto:

Enzima + sustrato enzima-sustrato enzima + producto

Como es un catalizador la enzima no se consume, acelerando la velocidad dereaccin sin modificar la posicin de equilibrio.

Las propiedades que tienen las enzimas que los hacen efectivos comocatalizadores son:

Capaces de acelerar las reacciones en las condicionessuaves de la clula.

Alto poder cataltico por su gran actividad molecular, aceleranlas reacciones hasta 1017 veces. Esto es porque se une alsustrato en relacin 1:1 y la reaccin que ocurre en losconfines de ste ve rebajada su energa de activacin comoconsecuencia de esta unin.

Objetivo

El alumno conocer a los catalizadores como uno de los factores que afectan lavelocidad de una reaccin.


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Antes de comenzar con la parte experimental ser necesario que se investiguey se discuta la siguiente pregunta:

Qu suceder con el agua oxigenada en presencia de MnO2?


Durante este experimento se libera oxgeno molecular resultante de ladescomposicin de H2O2 en presencia de MnO2.

Se producir en un calormetro simple una reaccin exotrmica y se calcularla cantidad de calor producida partiendo de la medicin de temperatura.

La medicin de la temperatura se realizar con el sensor de temperatura de lainterfaz coach.

MaterialUn matraz de vidrio de 50 ml.Un tapn de goma.Una jeringa de plstico de 2 ml.Dos agujas medida 23.1 sensor de oxgeno.Interfaz Coach.

SustanciasUna solucin de H2O2 al 3%MnO2 cristalino.

Conecte el sensor de oxgeno (entrada 1) a la interfaz.

Entre al explorador de qumica y abrir la carpeta de catlisis.

Agregar a un matraz 8 ml de agua y unos cristales de MnO2.

Cierre el matraz en forma hermtica con el tapn de goma.

Inicie la recoleccin de muestras, pulsando el botn verde.

Agregue a otro matraz 8 ml de agua y unos cristales de MnO2. Mezclevigorosamente.

Cierre el matraz en forma hermtica con el tapn de goma.

Conecte al matraz una jeringa llena con una solucin de H2O2, a travs de laaguja adicional que insert a travs del tapn.

Inicie la recoleccin de muestras, pulsando el botn verde.


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Inyecte la solucin de H2O2 , en el matraz y observe las variaciones deoxgeno registradas en el monitor de la computadora durante el experimento,Calcule la variacin de oxgeno entre el valor inicial y el valor final.

Para concluir con la actividad responda las siguientes preguntas :

1. Cmo est relacionada la produccin de oxigeno en elexperimento con la descomposicin de H2O2?

2. Cul es el efecto de agregar cristales de MnO2?

3. Cul puede ser el efecto del aumento de la temperatura en losmatraces durante el experimento en la medicin del ritmo dedescomposicin del H2O2.?

4. Qu suceder si se le agrega cantidades crecientes de MnO2 ala mezcla de reaccin?

5. Cul es el efecto que produce el cambiar la concentracin deH2O2.

6. Existe alguna variacin de temperatura durante la reaccin?


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SECUENCIA 15: Teora de Disociacin de Arhenius

Introduccin

A diferencia de las reacciones redox espontneas, que convierten la energaqumica en energa elctrica, en la electrlisis se utiliza la energa elctrica parainducir una reaccin qumica que no es espontnea. La electrlisis se lleva acabo en un dispositivo que se conoce como celda electroltica. La electrlisis sebasa en los mismos principios en que se fundamentan los procesos que sellevan a cabo en las celdas electroqumicas.

Un dispositivo experimental conocido como celda de Downs para la electrlisisde NaCl fundido (p.f. = 801C). El sodio metlico formado en los ctodos esten estado lquido. Como el sodio metlico lquido es ms ligero que el NaClfundido, el sodio flota en la superficie y puede ser recolectado. El gas cloro quese forma en el nodo se recoge arriba.

Durante la electrlisis del NaCl fundido, los iones de sodio se reducen a sodiometlico en el ctodo. La oxidacin de los iones cloruro a gas cloro se produjoen el segundo electrodo, el nodo. Enseguida se muestra cada semireaccinde la electrlisis del cloruro de sodio fundido.

2Na+( l ) + 2e- 2 Na ( l ) 2Cl ( l ) Cl2 ( g ) + 2e-

Cuando se combinan las ecuaciones de las dos semireacciones , la ecuacinpara la reaccin completa se puede escribir como sigue:

2Na+( l ) + 2Cl ( l ) 2 Na ( l ) + Cl2 ( g )

La electrlisis es la separacin de compuestos por medio de la electricidad. Seproduce al sumergir dos electrodos, un nodo y un ctodo, en un lquidoelectroltico como el cloruro de sodio fundido y conectarlos en una fuente deenerga elctrica como una batera. Cuando la corriente elctrica fluye en lacelda electroltica, se produce una reaccin qumica. Los aniones y cationesconducen la corriente al moverse libremente en el lquido. En el circuitoexterno, los electrones salen del nodo, llegan a la batera y vuelven al ctodo.

La electrlisis se lleva a cabo en un tipo de celda electroqumica llamada celdaelectroltica, en donde la fuente de electricidad, como una batera, se aade alcircuito externo conectando los electrodos. El proceso de electrlisis ocurrecuando los electrones se transfieren entre el conductor electrnico loselectrodos de metal- y los iones o tomos de la superficie del electrodo. En ellquido, la carga la conducen los iones, como Na+ y Cl- a la sal de rocafundida. Por supuesto, los iones tambin contienen electrones, pero stos sonretenidos fuertemente por los iones individuales, los cuales pueden conduciruna corriente a travs de un lquido slo cuando se mueven mediante l. Estetipo de conduccin se llama conduccin electroltica.


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Un ion positivo se conoce como catin. Un ion negativo se llama anin. Loscationes , iones Na+, se mueven hacia e ctodo y los aniones negativos Cl- ,se mueven hacia el nodo.

Si los electrodos son inertes, es decir, que no reaccionan qumicamente con losiones de la solucin, slo entonces se producir la transferencia de electronesen los electrodos. Los electrodos son bombardeados desde la batera hacia elctodo, donde tendr lugar la reduccin. En el ctodo, el ion que reacciona esel que ms fcilmente reacciona con los electrones. El catin Na+ aceptaelectrones con ms facilidad, as que cada catin Na+ gana un electrn y sereduce a sodio metlico y cada ion Cl- pierde un electrn y se oxida a un tomode cloro. Luego, los tomos de cloro se combinan para formar molculas deCl2. Los electrones liberados por los iones cloruro fluyen a travs del circuitoexterno hacia la batera y son reciclados hacia el ctodo, donde continan lareaccin de reduccin.

Objetivo

Comprobar y comprender la capacidad de disociacin electroltica de variassustancias, segn su naturaleza y concentracin.


Para facilitar la comprensin y el anlisis de este tema es necesario que losalumnos recuerden algunos conceptos estudiados en clases anteriores,algunos de estos son los siguientes:

soluciones lquidas (soluto y solvente) soluciones acuosas y su concentracin solubilidad cidos y bases


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En esta prctica se ver la forma experimental de realizar la electrlisis devarias substancias aplicndoles una corriente.

Se realizar la disociacin de varias sustancias con distintas concentracionesaplicndoles una pequea corriente elctrica. El grado de disociacin quetenga la sustancia podr determinarse a travs de la medicin de laconductividad.

Para realizar la experiencia se requiere el siguiente material.

Equipo y Material Sustancias

Interfaz Coach Agua destilada

Sensor de conductividad Cloruro de sodio

Circuito elctrico conbatera

Acido actico

Terminales de cobre Hidrxido de sodio

Recipiente de plstico(tina)

Acido clorhdrico

Tubo de ensaye


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Para el desarrollo del experimento ser necesario tener en cuenta lassiguientes asignaciones:

1. En el recipiente de plstico colocar agua destilada y la primerasustancia que se indica en la lista.

2. Las cantidades de sustancias que se recomiendan adicionar soncantidades pequeas, una pizca de cloruro de sodio, una lentejade hidrxido de sodio, unas gotas de los cidos por cada 100mililitros.

3. Introducir el conductmetro a la primera solucin y conectar elcircuito a la batera.

4. Realizar la medicin de la conductividad con la interface.

5. Aumentar la concentracin de la solucin y medir suconductividad.

6. Repetir el mismo proceso con las otras sustancias.


Analiza cul es la variacin que experimenta la conductividad para distintasconcentraciones.

Pide a los alumnos que anoten los datos obtenidos en la tabla ll.

Solucin Conductividad

1a concentracin 2a concentracin

Cloruro de sodio

Acido actico

Acido clorhdrico

Hidrxido de sodio

Una vez realizado lo anterior conteste las siguientes preguntas:

1. El magnesio del agua de mar se encuentra principalmente comoMg(OH)2 que se puede transformar en MgCl2 por reaccin conHCl. El magnesio metlico se puede purificar por electrlisis delMgCl2 fundido.

a. Qu reaccin se lleva a cabo en el ctodo durante laelectrlisis?

b. Qu reacciones se producen en el nodo durante laelectrlisis?

c. Escribe la ecuacin de la reaccin neta que se lleva a cabo.2. Qu productos se forman de la electrlisis en una solucin

acuosa de sal de roca?

3. Cul es la funcin del cido en el acumulador de plomo queutilizan los au

manual secuencias didacticas

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