ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA 5

Cuadernillo de Trabajo

QUÍMICA4to 3ra (Turismo)

Hola Alumnos he creado un aula classroom con el siguiente código: dxrfho3Por favor intenten ingresar para ver si de esa forma estamos mejor comunicados.

En esta aula virtual van a encontrar esta misma actividad y podrían enviarla desde ahí una

vez que respondan. Muchos saludos, Profe Laura Abadía.

Introducción

Breve reseña histórica de la Química:La palabra química deriva del termino griego khemeia y para algunos historiadores significa “el arte de la metalurgia”; sin embargo, el desarrollo de esta disciplina a lo largo de la historia estuvo ligado al estudio de diversos materiales, no solo al de los metales.La Química, no como ciencia sino como arte, se inicia en épocas remotas en la historia de la humanidad.Los chinos y los egipcios la practicaban al igual que los griegos. Demócrito (400 A.C) sugirió en ese entonces la vaga existencia de una teoría atómica.Los árabes luego de la conquista de Egipto introducen esos conocimientos ampliados por ellos en Europa pero particularmente en España.La búsqueda de la Piedra Filosofal, el medio para transformar los metales comunes, especialmente el plomo, y el oro dio en el siglo XII y XIII un impulso considerable a los conocimientos químicos.Estos conocimientos se amplían más a través de los buscadores del “Elixir de la Juventud” o Y atroquimicos, con el químico Paracelso como figura principal del siglo XVI.El Renacimiento marca el comienzo de la Química como ciencia, la búsqueda del conocimiento coordinado y relacionado, no con simples propósitos utilitarios.Su iniciador puede ser considerado Francisco Bacon (1561-1626). Le siguen luego Roberto Boyle que se destaca en el estudio de los gases y es considerado el verdadero fundador de la Ciencia Química.En el siglo XVIII se eleva el número de sustancias conocidas. Lavoisier introduce el uso asiduo de la balanza en el laboratorio y describe con exactitud el fenómeno de la combustión y la respiración. Cavendish halla la composición cuantitativa del agua.El siglo XIX marca el comienzo de la síntesis orgánica y el progreso extraordinario de la química estableciendo, además la unidad de la Química hasta entonces netamente separada en mineral o inorgánica y orgánica.Hoy en día la química brinda al ser humano múltiples ventajas con productos naturales y sintéticos que le permiten mejorar y prolongar su vida.

Concepto de Química: La Química estudia las sustancias, su estructura, sus propiedades, sus reacciones y las leyes que rigen estas reacciones.

Divisiones de la Química: Se divide en dos grandes ramas:

La Química Inorgánica o Mineral: Estudia los elementos y compuestos con excepción de casi la totalidad de los compuestos del carbono. Su objeto es principalmente el conocimiento de la materia no organizada.

La Química Orgánica o del Carbono: Su objeto es el conocimiento de los compuestos del carbono existentes o no en la naturaleza.

Recordando conceptos importantes : MATERIA

Definamos tres conceptos importantes para la química: Materia:La materia es todo aquello que tiene peso, ocupa un lugar en el espacio e impresiona nuestros sentidos.

Cuerpo:Es una porción limitada de materia.

SustanciaEl componente principal de los cuerpos, susceptible de toda clase de formas y de sufrir cambios, que se caracteriza por un conjunto de propiedades físicas o químicas.

Estados de agregación de la materia:La materia puede hallarse en tres estados físicos: solido, líquido y gaseoso, los cuales llamaremos estados de agregación de la materia.Los tres estados se diferencian por propiedades físicas muy concretas, por ejemplo: todos sabemos que un cuerpo en estado líquido necesita de un recipiente que lo contenga, caso que no ocurre para un cuerpo en estado sólido, y para contener un cuerpo en estado gaseoso también necesitamos un recipiente que lo contenga, pero para este caso, debe de ser hermético el envase.

De acuerdo a su estado físico a continuación se detallan sus propiedades:Estado Solido: Poseen volumen y forma propia. No son compresibles. Por ejemplo: metal, madera, hielo, etc.Estado Liquido: Poseen volumen pero no tienen forma propia, conservan la forma del recipiente que los contiene. Son poco compresibles. Por ejemplo: agua, nafta, alcohol, etc.Estado Gaseoso: No poseen volumen ni forma propia. Son compresibles. Por ejemplo: el aire, el vapor de agua, el metano, etc.

Estas propiedades anteriormente mencionadas pueden ser observadas y determinadas fácilmente a nivel macroscópico, pero si queremos explicarlas mejor hay que estudiar la estructura de la materia, para ello es necesario un microscopio. Para poder explicar la naturaleza de los tres estados de agregación de la materia el hombre propone modelos científicos para comprender y responder a los interrogantes.

Teoría Cinética de la materia:A continuación, se citan los enunciados más destacados de esta teoría:

1. Los cuerpos están constituidos por pequeñas partículas que no pueden ser percibidas por nuestros sentidos.2. Las partículas constituyentes de la materia están en movimiento, poseen energía cinética.3. Cuanto mayor es la temperatura del cuerpo mayor es la energía cinética media de las partículas.4. Entre las partículas existen las fuerzas de atracción denominadas fuerzas de cohesión.

De acuerdo a este modelo los químicos explicaron las características de los estados de agregación de la materia:

Los Sólidos: Las partículas que constituyen un sólido se atraen entre sí con gran intensidad, de tal modo que su energía cinética no es suficiente para que se deslicen. Están situadas muy cerca unas de otras, ocupando posiciones fijas en el espacio, formando por lo general un ordenamiento regular que se mantiene en todo el sólido. Esto hace que los sólidos tengan forma y volumen propio, y al ejercer presión sobre ellos su volumen prácticamente no varía, es lo que hace que sean incompresibles.

Los Líquidos: En los líquidos las partículas se atraen con menor intensidad que en los sólidos, pero la atracción es suficiente como para que estén muy cerca unas de otras. Por tal motivo los líquidos son casi incompresibles. A diferencia de los sólidos, las partículas gozan de cierta libertad como para deslizarse unas sobre otras. Por esta razón los líquidos pueden fluir.

Los Gases: Las partículas de los gases chocan entre sí y con las paredes del recipiente que los contiene. Prácticamente no se atraen, por lo cual se encuentran muy separadas unas de otras ocupando todo el espacio que tiene disponible. Esto explica la gran compresibilidad de los gases, dado que un aumento de la presión implica una disminución de la distancia entre las partículas, disminuyendo el volumen.

Cambios de estado de la materia:

Cada pasaje de un estado a otro recibe un nombre característico:El aumento de la temperatura o la disminución de la presión favorecen los cambios de estado en sentido ascendente, y una disminución de la temperatura o aumento de la presión favorece los cambios en sentido descendente.Un cuerpo en estado líquido puede pasar al estado gaseoso o al estado sólido, por simple acción de entregarle o quitarle calor.

Punto de Fusión: Es el pasaje del estado sólido al estado líquido. Es la temperatura a la cual funde un sólido a presión determinada.

Vaporización: Es el pasaje del estado líquido al estado gaseoso. La Vaporización puede ser por Evaporación o por Ebullición. La diferencia esencial reside en que la “evaporación” ocurre a cualquier temperatura y sólo desde la superficie del líquido, mientras que la “ebullición” se produce a una temperatura determinada y el fenómeno ocurre en todo el líquido con presencia de burbujas.

Evaporación: Es el pasaje del estado líquido al estado gaseoso (de Vapor) que se produce desde la superficie del líquido a cualquier temperatura.Punto de Ebullición: Es el pasaje del estado líquido al estado gaseoso (de Gas) que tiene lugar en toda la masa del líquido, a una temperatura y presión determinada. Es la temperatura a la cual un líquido hierve a una presión determinada.

Solidificación: Es el pasaje del estado líquido al estado sólido.

Condensación: Es el pasaje del estado gaseoso (de Vapor) al estado líquido.

Licuación: Es el pasaje del estado gaseoso (de Gas) al estado líquido.

La diferencia que existe entre la “condensación” y la “licuación” es que en la condensación los vapores, por ejemplo el vapor de agua, por compresión o por enfriamiento se condensa. En cambio en la licuación los gases, como por ejemplo, el Dióxido de Carbono deben enfriarse por debajo de una determinada temperatura que es de 31,5°C, para este caso, y luego por compresión se lo consigue licuar. A esa temperatura por encima de la cual no es posible licuar a un gas se la llama “Temperatura Crítica”.

Sublimación: Es el pasaje del estado gaseoso (de Vapor) al estado sólido sin pasar por el estado líquido. Volatilización o sublimación inversa: Es el pasaje del estado sólido al del estado gaseoso (de Vapor) sin

pasar por el estado líquido.

Tanto los cuerpos como las sustancias poseen propiedades que es importante estudiar.

Propiedades de la materia:Una propiedad de la materia es una cualidad de la misma que puede ser apreciada por los sentidos, por ejemplo: el color, la dureza, el peso, el volumen, entre otras.

Estas y otras propiedades se clasifican en dos grandes grupos:1. Propiedades Extensivas: son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada. Por ejemplo: una

bolita de vidrio pesa 5 g, una bolita más grande del mismo material pesara más de 5 g. El peso al variar con la cantidad de materia considerada corresponde a una propiedad extensiva, como ser el volumen y la superficie.

2. Propiedades Intensivas o Específicas: son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada. Por ejemplo: el punto de fusión del hielo a presión normal es de 0° C, cualquiera sea la cantidad de hielo que se considere. El peso específico, el coeficiente de solubilidad y el índice de refracción son propiedades intensivas o específicas.

Propiedades de las sustancias:La materia que constituye los cuerpos se puede agrupar considerando sus propiedades intensivas. Se ha agrupado a la materia en sustancias. Las sustancias se caracterizan por poseer las mismas propiedades intensivas, denominadas constantes físicas. Como ser el punto de ebullición, el punto de fusión, la forma cristalina, el coeficiente de solubilidad, entre otras.

Los sistemas materiales: Se denomina “sistema” a la porción de materia que es objeto de estudio. Si queremos estudiar una porción de agua, ésta será el “sistema”, y el recipiente que la contiene, como todo lo que se encuentra a su alrededor si no es objeto de estudio, se denominara “entorno” o “medio”.

Los sistemas materiales se pueden clasificar utilizando dos criterios: El primero consiste en clasificarlos según su interacción con el medio, pueden ser:

- Sistemas abiertos: son aquellos que intercambian materia y energía con el medio.- Sistemas cerrados: son aquellos que no intercambian materia pero si energía con el medio.- Sistemas aislados: son aquellos que no intercambian ni materia ni energía con el medio.

El segundo criterio consiste en clasificar los sistemas basándose en sus propiedades intensivas.Si el sistema presenta idénticas propiedades intensivas en cualquier porción del mismo, decimos que es “homogéneo”. Si las propiedades intensivas se modifican a lo largo del sistema diremos que es “heterogéneo”.La porción de un sistema que presenta constantes propiedades intensivas de denomina “ fase”. Con este concepto podemos decir que los sistemas homogéneos están constituidos por una sola fase y los heterogéneos por dos o más fases.

La cantidad de componentes no sirve para clasificar a estos sistemas, ya que existen sistemas homogéneos formados por uno o más componentes, y existen sistemas heterogéneos también formados por uno o más componentes. Ejemplos:

- Sistemas homogéneos: - De un solo componente: agua pura, cobre, hierro (se denominan “sustancias puras”).- De más de un componente: agua salada, agua azucarada (se denominan “soluciones”).

- Sistemas heterogéneos:- De un solo componente: agua con hielo.- De más de un componente: agua y aceite, hierro y arena.

Si en el sistema se pueden observar distintas fases pero no es fácil identificar el límite entre estas “interface” decimos que el sistema es “inhomogéneo”.

A modo de resumen:

Clasificación de los sistemas homogéneos:Los sistemas homogéneos se clasifican en sustancias puras o especies químicas y soluciones.Las sustancias puras están formadas por una sola sustancia. Poseen propiedades específicas o intensivas constantes y además características propias exclusivas de ellas.

Clasificación de las sustancias puras:Las sustancias puras, homogéneas no fraccionables, y con propiedades específicas o intensivas invariables y definidas. Se clasifican en:

a) Sustancia simple: es aquella sustancia pura que no se puede descomponer en otras. Está formada por átomos iguales. Ejemplos: el oxígeno, el bario, el calcio, el ozono.

b) Sustancias compuestas: es aquella sustancia pura que se puede descomponer en otras. Está formada por átomos diferentes. Ejemplos: agua formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H 2O), y el dióxido de carbono formado por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno (CO 2).Las sustancias en las que se descompone una sustancias compuesta pueden ser simples o a su vez compuestas, pero estas sustancias compuestas a su vez pueden descomponerse en otras simples.

Separación de los componentes de una mezcla:Podemos utilizar las diferencias en las propiedades de los sistemas materiales para lograr la separación de sus componentes.Así, las distintas fases que forman un sistema heterogéneo puede separarse, aprovechando sus diferentes propiedades, por métodos mecánicos (decantación, filtración, tamización, etcétera).Cada una de las fases separadas puede estar formada por uno o varios componentes. En este segundo caso, la aplicación de métodos de fraccionamientos (destilación, cristalización) permitirá separar cada uno de ellos.A continuación detallaremos los métodos más utilizados:

o Métodos de separación de fases (mecánicos) Filtración: Consiste en la separación a través de un filtro de dos fases (un componente líquido y otro solido).

Por ejemplo al filtrar agua salada y arena, pasa el agua salada a través del filtro y queda la arena retenida en éste.

Decantación: Permite separar un sólido insoluble en un líquido (por ejemplo, agua y arena) o dos líquidos inmiscibles de diferente densidad (por ejemplo, agua y aceite). El componente más denso se ubica en la parte inferior del recipiente.Esto puede realizarse volcando el líquido o por medio de una ampolla de decantación.

Centrifugación: Es una decantación acelerada por fuerza centrífuga. Por ejemplo, si colocamos tinta china en un aparato denominado centrifugadora, al girar a gran velocidad, decantan las partículas de carbón suspendidas obteniéndose las dos fases separadas: agua y carbón.Para la separación completa, puede realizarse posteriormente una filtración o decantación.

Levigación: Se emplea para separar dos sólidos por arrastre con corriente de agua. Este método era muy utilizado para la obtención de oro en los ríos.

Tamización: Se utiliza para separar dos sólidos de diferente tamaño de particular pasándolo a través de una o varias telas denominadas tamiz.

Sublimación: Se emplea para separar un sólido volátil de otro no volátil.Por ejemplo, al calentar una mezcla sólida de yodo y arena, el primero volatiliza y puede recuperarse colocando sobre la mezcla una superficie fría sobre la cual condensa el vapor de yodo.

Imantación: Se emplea para separar sólidos magnéticos de otros sólidos no magnéticos, como por ejemplo, limadura de hierro y arena.

Flotación: Con este método se separan sistemas heterogéneos en reposo formados por sólidos de distinta densidad, tales como arena y partículas de corcho.

Tría: Se utiliza para separar cuerpos sólidos grandes mediante pinzas o sencillamente con las manos. Por ejemplo, para separar trozos de corcho, cubos de hielo, clavos, etc.

o Métodos de fraccionamiento de fases Destilación simple: se utiliza para separar una fase solida disuelta en una fase liquida.

Destilación fraccionada. se utiliza para separar dos líquidos no misiles de punto de ebullición similares.

Destilación a baja presión o topping: utilizada principalmente para la separación de las fracciones del petróleo.

Cristalización: La operación de cristalización es el proceso por medio del cual se separa un componente de una solución líquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan.

Actividades:1. En los siguientes casilleros representar a nivel microscópico los tres estados de agregación de la

materia, aplicando el modelo cinético: Utilice el simulador para responder https://phet.colorado.edu/es/simulation/states-of-matter" 

2. Representar por medio del modelo cinético el proceso de fusión:

3.3.3.3.3.3.3.3.

Explicar por medio del modelo cinético los cambios que ocurrieron en el cuerpo: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Representar por medio del modelo cinético los cambios que ocurrieron en el cuerpo:

CUERPO EN ESTADO LIQUIDO CUERPO EN ADO

5. Explicar por medio del modelo cinético los cambios que ocurrieron en el cuerpo:

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. Indicar cuáles de las siguientes características corresponden al estado sólido de la materia:a. Tiene forma y volumen propio.b. La fuerza de atracción entre sus partículas es muy elevada.c. Tiene capacidad de fluir.d. Sus partículas poseen gran energía cinética.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………7. Indicar si las siguientes afirmaciones son correctas o no, justificando la respuesta:

a. Los cuerpos sólidos poseen volumen propio, aunque no forma propia.b. Cuando un cuerpo hierve la temperatura permanece constante.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………8. Definir: Materia: ..……………..…………………………………………………………………………….……………Cuerpo : ……………..……………………………………………………….………………………………….Sustancia: …………..……………………………………………………………………………………….….

FUSION

CUERPO EN ESTADO SOLIDO CUERPO EN ESTADO LIQUIDO

VAPORIZACION

CUERPO EN ESTADO LIQUIDO CUERPO EN ESTADO GASEOSO

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

9. Indicar los nombres de los siguientes cambios de estado:1. Sólido a gaseoso: …………………………………………………………..…………………………2. Sólido a líquido: ……………………………………………………………………………..………..3. Líquido a gaseoso: ………………………………………………………………………..………….4. Líquido a sólido: …………………………………………………………………………..…………..5. Gaseoso a líquido: ……………………………………………………………………..……………..6. Gaseoso a sólido: ………………………………………………………………………..……………

10. Indicar y justificar ¿Cuáles de los siguientes sistemas son sustancias simples y cuáles compuestas?:

a) Cloruro de calcio (CaCl 2): ………………………………..….………..……………….b) Oxígeno (O2):……………………………………………….….……………..…………c) Agua (H2O): ………………………………………………….….………….…………..d) Azufre (S): ………………………………………………………………….………….e) Óxido de cinc (ZnO): ………………………………………………………………..…..f) Magnesio (Mg): ……………………………………………………..…………….……..

9. Indicar cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas, y cuáles no. Justifique. a) Un sistema con un solo componente debe ser homogéneo. ……………..………………………………………………………………………………….………… ……………..……………………………………………………………………………………….……b) Un sistema con dos componentes líquidos debe ser homogéneo. ……………..…………………………………………………………………………………….……… ……………..…………………………………………………………………………………….………c) Un sistema con dos componentes gaseosos debe ser homogéneo. ……………..…………………………………………………………………………………….……… ……………..………………………………………………………………………………………….…d) Un sistema con varios componentes distintos debe de ser heterogéneo. ……………..…………………………………………………………………………………….……… ……………..………………………………………………………………………………………….…e) El agua está formada por la sustancia oxígeno(O2) y la sustancia hidrógeno(H2). ……………..……………………………………………………………………………………….…… ……………..………………………………………………………………………………………….…

10. ¿A qué se denomina sistema? …….……………..……………………………………………………………………………………………… …….……………..……………………………………………………………………………………………… …….……………..………………………………………………………………………………………………11. ¿Qué es un sistema abierto, un sistema cerrado y un sistema aislado? De un ejemplo de cada uno de

ellos.Sistema abierto: ………………………………………………………………………………………………..Sistema cerrado: ……………………………………………………………………………………………….

Sistema aislado: ……………………………………………………………………………………………….

12. Definir: sistema homogéneo y heterogéneo.Sistema homogéneo: ………………………………………………………………………………………….Sistema heterogéneo: …………………………………………………………………………………………

13. Dar un ejemplo de un sistema homogéneo: a) Líquido formado por dos componentes: …………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………b) Sólido formado por un componente: ………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………

14. Dar un ejemplo de un sistema heterogéneo formado por:a) Un solo componente: ………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………b) Tres fases sólidas y una líquida: ……………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………c) Tres fases y dos componentes: ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………

14. Busque información sobre los métodos de separación y de fraccionamiento de fases y explique brevemente su aplicación en cada uno de los casos.

…….……………..……………………………………………………………………………………………… …….……………..………………………………………………………………………………………………

15. ¿A qué se denomina suspensión? …….……………..……………………………………………………………………………………………… …….……………..……………………………………………………………………………………………… …….……………..………………………………………………………………………………………………

16. ¿Qué son los coloides? …….……………..……………………………………………………………………………………………… …….……………..………………………………………………………………………………………………

17. Clasifique los siguientes fenómenos en físicos y químicos.a) Ebullición del agua: …………………………………………………………………………………….b) Disolución de sal en agua: …………………………………………………………………………….c) Combustión de un papel: ………………………………………………………………………………d) Destilación del agua: …………………………………………………………………………………..e) Extracción de yodo de la arena: ………………………………………………………………………f) Calentamiento del hierro: ………………………………………………………………………………g) Descomposición del óxido de mercurio: …………………………………………………………….

18. ¿Cuáles de las siguientes sustancias son orgánicas y cuáles inorgánicas? Agua: ……………………………………………………………………… Aceite: ……………………………………………………………………. Sal: ……………………………………………………………………….. Hemoglobina: ……………………………………………………………. Azúcar: …………………………………………………………………… Clorofila: …………………………………………………………………. Yeso: …………………………………………………………………….. Cal: ……………………………………………………………………….