guia teorica - practica quimica 2012

Gua Terico Prctica Q u m i c a

E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA

Gua Terica Nro. 1: Sistemas MaterialesContenido Sistemas Materiales Composicin centesimal SolucionesMATERIA Y CUERPO:Llamamos materia a todo aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio, es decir aquello que compone el universo. Por ejemplo: agua, arena, aire, etc. La materia est compuesta por distintos tipos de sustancias. Podemos definir cuerpo como una porcin limitada de materia. Por ejemplo: una tiza, una barra de hierro, un vaso con agua, etc.

PROPIEDADES DE LA MATERIA:Son todas aquellas cualidades que permiten caracterizar a la materia. Se clasifican en tres grupos: a}- Organolpticas: son aquellas propiedades que pueden ser captadas a travs de los sentidos, por ejemplo: color, olor, sabor, etc. b}- Intensivas: son aquellas que no varan con la cantidad de materia considerada, por ejemplo: color, densidad, punto de fusin, punto de ebullicin, etc. c}- Extensivas: son aquellas que varan con la cantidad de materia considerada, por ejemplo: masa, volumen, peso, etc.

ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA:Existen tres estados de agregacin de la materia (slido, lquido, gaseoso) con las siguientes caractersticas: SOLIDO: poseen forma y volumen propios, poseen sus molculas en ordenacin regular (estructura cristalina), son incompresibles, predominan las fuerzas de atraccin intermolecular sobre las de repulsin. LIQUIDO: poseen volumen propio, no poseen forma propia sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene, sus molculas no se hallan en ordenacin regular, son difcilmente compresibles, las fuerzas de atraccin intermoleculares equilibran a las de repulsin, poseen superficie libre plana y horizontal. GASEOSO: no poseen forma ni volumen propios, adoptan las del recipiente que los contiene, poseen mucha movilidad molecular, son fcilmente compresibles, no poseen superficie libre, las fuerzas de repulsin intermoleculares predominan sobre las de atraccin.Prof. Diego Amato

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Captulo: Gua Terica Nro. 1: Sistemas Materiales


CAMBIOS DE ESTADO:Los cambios de estado son transformaciones fsicas en las cuales la materia cambia de estado de agregacin, mediante una transferencia o intercambio de energa (calor). Durante dichas transformaciones, la temperatura del sistema permanece constante, denominndose Punto de Fusin, Punto de Ebullicin, etc.

SISTEMAS MATERIALES:Se denomina sistema material a un cuerpo o conjunto de cuerpos aislados para su estudio, es decir, una porcin de universo aislada en forma real o imaginaria. Clasificacin: se pueden clasificar segn dos criterios:Captulo: Gua Terica Nro. 1: Sistemas Materiales

1. Segn su composicin: I. II. Homogneos: son aquellos que poseen las mismas propiedades intensivas en cualquier punto del sistema. Ejemplo: agua, alcohol, aire, etc. Heterogneos: son aquellos que poseen propiedades diferentes en dos o ms puntos del sistema; presentando superficies de discontinuidad (interfases). Ejemplo: agua con dos cubos de hielo, agua y arena, etc.

2. Segn el intercambio con el medio ambiente: I. II.III.

Abiertos: son aquellos que intercambian materia y energa con el medio ambiente. Por ejemplo una pava con agua hirviendo. Cerrados: son aquellos que solo intercambian energa con el medio ambiente. Por ejemplo, una lamparita encendida. Aislados: son aquellos que no intercambian ni materia ni energa con el medio ambiente. Por ejemplo, un termo cerrado.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA F a s e es cada uno de los sistemas homogneos que componen un sistema heterogneo, separados por superficies de discontinuidad, denominadas interfases. Un sistema heterogneo puede ser bifsico, trifsico, tetrafsico, etc. Por ejemplo, supongamos tener un sistema material formado por agua, arena, aceite, 2 clavos de hierro y 2 cubos de hielo: es un sistema heterogneo formado por 5 fases (hielo, aceite, agua, hierro, arena) y 4 componentes (agua, aceite, hierro,arena)

S e p a r a c i n

d e

F a s e s :

Existen varios mtodos mecnicos para separar las fases de un sistema heterogneo, dependiendo del estado de agregacin de cada fase: Solubilizacin: consiste en disolver uno de los componentes de una mezcla slida, por ejemplo, arena y sal. Se agrega agua caliente, disolvindose la sal y permaneciendo la arena insoluble. Para la separacin final del sistema se emplea el mtodo siguiente. Filtracin y Evaporacin: consiste en filtrar el componente disuelto en el punto anterior y recuperarlo (arena y agua salada). Al filtrar, pasa el agua salada a travs del filtro y queda la arena retenida en ste. Luego se evapora el agua quedando la sal en estado slido en el fondo del recipiente. Decantacin: permite separar un slido insoluble en un lquido ( por ejemplo, agua y arena) o dos lquidos inmiscibles de diferente densidad (por ejemplo, agua y aceite ). El componente ms denso se ubica en la parte inferior del recipiente. Como puede verse en la figura ms adelante, esto puede realizarse volcando el lquido sobrenadante en el primer caso o por medio de una ampolla de decantacin en el segundo caso. Centrifugacin: es una decantacin acelerada por fuerza centrfuga. Por ejemplo, si colocamos tinta china en un aparato denominado centrfuga, al girar a gran velocidad, decantan las partculas de carbn suspendidas obtenindose las dos fases separadas: agua y carbn. Para la separacin completa, puede realizarse posteriormente una filtracin o decantacin. Levigacin: se emplea para separar dos slidos por arrastre con corriente de agua. Por ejemplo, una mezcla de corcho y arena puede separarse haciendo circular a travs de l, una corriente de agua que arrastra el corcho mientras la arena permanece en su lugar. Tamizacin: se utiliza para separar dos slidos de diferente tamao de partcula pasndolo a travs de una tela denominada tamiz. Por ejemplo al tamizar sal fina y azcar, como los cristales de sal son ms pequeos que los de azcar, pasan a travs del tamiz mientras que los cristales de azcar quedan retenidos. Sublimacin: se emplea para separar un slido voltil de otro no voltil por sublimacin. Por ejemplo, al calentar una mezcla slida de yodo y arena, el primero volatiliza y puede recuperarse colocando sobre la mezcla una superficie fra sobre la cual condensa el vapor de yodo. Tra: para separar cuerpos slidos grandes mediante pinzas. Por ejemplo, para seProf. Diego Amato

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA parar trozos de corcho, cubos de hielo, clavos, etc. Imantacin: se emplea para separar slidos magnticos de otros slidos no magnticos, como por ejemplo, limadura de hierro y arena. Al acercar un imn al sistema, ste retiene las partculas de limadura de hierro y puede decantarse la arena. En la figura siguiente se muestran algunos de los mtodos empleados en la separacin de fases:

M e c a n i s m o S e c u e n c i a l S e p a r a t i v o : Veamos como se plantea esquemticamente la separacin de un sistema material. Supongamos que el sistema est formado por arena, sal, limadura de hierro, limadura de aluminio y canto rodado.

Arena Sal Lim. de Fe Lim. de Al Canto rodado

Lim. de Fe Imantacion Arena Sal Lim. de Fe Lim. de Al Canto rodado Canto rodado Tria Arena Sal Lim. de Al Solubilizacin

Arena Lim. de Al Tamizacion Arena Lim. de Al Filtracion Arena Agua salada Lim. de Al Captulo: Gua Terica Nro. 1: Sistemas Materiales

SAl

Evaporacin

Agua salada

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA D I S P E R S I O N E S : Son sistemas heterogneos bifsicos en los cuales el componente que est en mayor proporcin se lo denomina fase dispersante, y el de menor proporcin, fase dispersa. De acuerdo al estado de agregacin de cada fase se clasifican en: Nombre Sol Slido o Agregado Suspensin (Gel o Sol)* Aerosol Slido Emulsin Slida Emulsin Aerosol Lquido Espuma Slida Espuma Fase Dispersa Slida Slida Slida Lquida Lquida Lquida Gaseosa Gaseosa Fase Dispersante Slida Lquida Gaseosa Slida Lquida Gaseosa Slida Lquida Ejemplo Cuarzo, Rub Tinta China (gelatina) Humo Queso Leche Nubes Piedra pmez Cremas heladas

* Cuando la gelatina est caliente tiene un aspecto lquido y el sistema se denomina sol. Las dispersiones pueden clasificarse tambin segn el tamao de las partculas que forman la fase dispersa en: a) Dispersiones Groseras: la fase dispersa puede ser observada a simple vista o por medio de una lupa. Por ejemplo, bebidas gaseosas, talco y agua, azufle y limadura de hierro, etc. b) Dispersiones Finas: son sistemas dispersos en los cuales la fase dispersa no es observable a simple vista pero s a travs de un microscopio. Dentro de este grupo se encuentran las suspensiones como la tinta china y las emulsiones como la leche. c) Dispersiones Coloidales o Soles: son sistemas heterogneos en los cuales la fase dispersa tiene un grado de divisin tal que solo puede distinguirse a travs del ultramicroscopio. En este aparato, la luz incide lateralmente y las partculas suspendidas difunden la luz como puntos luminosos (efecto Tyndall). Comprenden este tipo de dispersiones los geles, el agua jabonosa, clara de huevo en agua, etc. d) Dispersiones Moleculares: son sistemas dispersos que no pueden distinguirse ni an con el ultramicroscopio. Por lo tanto, se trata en realidad de sistemas homogneos y es el caso de las soluciones. S I S T E M A S M A T E R I A L E S H O M O G E N E O S :Captulo: Gua Terica Nro. 1: Sistemas Materiales

Los sistemas homogneos, de acuerdo a su composicin, se clasifican en sustancias puras y soluciones. 1) Sustancias puras: son sistemas homogneos con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecnicos y fsicos del anlisis. Estan formadas por una sola sustancia y presentan propiedades caractersticas (propias y exclusivas) de ellas. Ejemplos: agua, sal, etc. a) Las sustancias puras se clasifican a su vez en: i) Sustancias Puras Simples: son aquellas que no pueden ser separadas en otras sustancias. Constituyen este grupo las sustancias elementales o elementos: Hidrgeno, Carbono, Azufre, Oxgeno, etc. Sustancias Puras Compuestas: son aquellas que pueden originar a travs de reacciones de descomposicin, sustancias puras simples. Es el caso del agua, el anhdrido carbnico, la sal, etc.

ii)

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA 2) Soluciones: son sistemas homogneos formados por dos o ms sustancias puras o especies qumicas. El componente que esta en mayor proporcin, generalmente lquido, se denomina solvente o disolvente, y el que esta en menor proporcin soluto. Si un soluto slido se disuelve en un solvente lquido, se dice que es soluble, en cambio, si el soluto tambin es lquido entonces se dice que es miscible.

Las soluciones pueden ser separadas en las sustancias puras que las componen mediante mtodos de fraccionamiento. M t o d o s d e f r a c c i o n a m i e n t o : son procesos fsicos de separacin. DESTILACION consiste en transformar un lquido en vapor ( vaporizacin ) y luego condensarlo por enfriamiento (condensacin) . Como vemos, este mtodo involucra cambios de estados. De acuerdo al tipo de solucin que se trate, pueden aplicarse distentos tipos de destilacin: Simple: se emplea para separar el solvente, de sustancias slidas disueltas (solutos). Este mtodo se aplica principalmente en procesos de purificacin, como por ejemplo, a partir del agua de mar puede obtenerse agua pura destilando sta y quedando los residuos slidos disueltos en el fondo del recipiente. En la figura siguiente se representa un aparato de destilacin simple utilizado comnmente en

los laboratorios. Fraccionada: se emplea para separar 2 o ms lquidos miscibles de diferentes puntos de ebullicin. El lquido de menor temperatura de ebullicin destila primero. Para lograr obtener los lquidos puros se emplean columnas fraccionadoras, deflegmadoras o rectificadoras. Ej: alcohol (78.5'C) y agua (100'C).

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En procesos industriales, este procedimiento se lleva a cabo dentro de grandes torres de acero, calefaccionadas por gas natural, fuel oil o vapor de agua sobrecalentado. La condensacin de los vapores producidos se realiza en intercambiadores de calor o condensadores con agua fra o vapor de amonaco. Se emplean para obtener agua destilada, fraccionamiento del petrleo en la obtencin de naftas, aceites, gasoil, etc. CRISTALIZACION se emplea para separar slidos disueltos en solventes lquidos. Puede hacerse por enfriamiento (disminucin de solubilidad por descenso de temperatura) o por calentamiento (disminucin de capacidad de disolucin por evaporacin del solvente).

CROMATOGRAFIA se emplea para separar solutos slidos disueltos en solventes adecuados (cloroformo, acetona, tetracloruro de carbono, etc.). Esta basado en la propiedad que tienen ciertas sustancias de absorber selectivamente a determinados solutos. Una fase, por ejemplo slida, denominada fase fija absorbe los componentes de una mezcla. Otra fase, denominada fase mvil (lquida o gaseosa), al desplazarse sobre la fase fija arrastra los componentes de la mezcla a distinta velocidad, con lo cual se separan. Existen distintas tcnicas cromatogrficas: en placa, en papel, en columna. En la figura siguiente se representan dos tcnicas cromatogrficas sencillas: La cromatografa en placa se emplea con fines cualitativos para identificar sustancias, mientras que la cormatografa en columna, se emplea cuantitativamente para separar sustancias. En la actualidad, se emplean equipos sofisticados denominados cromatgrafos de alta presin que mediante un sistema computarizado, identifican cuali y cuantitativamente los componentes de una mezcla.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA C O M P O S I C I O N C E N T E S I M A L :

Se denomina asi al porcentaje de cada componente en un sistema material. Supongamos que un sistema material est formado por 20.00 g de agua, 5.00 g de arena y 25.00 g de aceite: Masa Total del Sistema: 20.00 g + 5.00 g + 25.00 g = 50.00 g Agua 50.00g 20.00g 100% 40% Arena 50.00g 5.00g 100% 10% Aceite 50.00g 25.00g 100% 50%

Entonces, la composicin centesimal del sistema es: Agua = 40% Arena = 10% Aceite = 50%

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Gua de ejercicios Nro. 1: Sistemas MaterialesContenido Sistemas Materiales Composicin centesimal Soluciones1) Indicar si las siguientes propiedades son extensivas o intensivas: e) Presin a) Volumen f) Sabor b) Densidad g) Pto. de ebullicin c) Olor h) Peso d) Pto. de fusin 2) Indicar cuales de los siguientes sistemas son heterogneos y cuales homogneos, mencionando cuantas fases hay en cada uno, cuantos componentes hay y cuales son estos: a) Aire filtrado b) Aire con partculas de carbn suspendida. c) Oxigeno liquido d) Oxigeno liquido y aire gaseoso en contacto. 3) Dar el numero de fases e indicar cuales son en cada uno de los sistemas siguientes: a) Azufre, agua liquida, vapor de agua y hielo b) Vapor de agua tres trozos de hielo y dos trozos de hierro c) Aceite y agua liquida d) Azcar parcialmente disuelta en agua e) Nitrgeno, oxigeno y virutas de hierro f) Sal disuelta en agua 4) Cules de los siguientes sistemas son soluciones y cuales sustancias puras: e) Agua corriente filtrada a) Agua y alcohol f) Aire b) Oxido de magnesio g) Hielo c) Vino filtrado h) Agua de mar d) Mercurio 5) Indicar cuales son sustancias compuestas y cuales sustancias simples o elementales. g) Oxido de cinc a) Hidrxido de calcio. h) Cobre b) Cloruro de potasio. i) Nitrgeno c) Acido sulfrico. j) Amoniaco d) Sulfato de sodio k) Potasio e) Cloro l) Agua oxigenada f) Manganeso 6) .Para un sistema formado por oxigeno y helio gaseoso, indicar cuales de las siguientes afirmaciones son correctas justificando la respuesta: a) Hay dos fases b) Es heterogneo 7) Cuales de las siguientes proposiciones corresponde a una mezcla de agua liquida y dos trozos de hierro? Justificar la respuesta. a) Es homogneo d) hay tres fases b) Hay una fase discontinua e) Las fases son separables por filtrac) Hay dos compuestos cin 8) Marcar cules de las siguientes caractersticas corresponde a una sustancia pura explicando la eleccin:Prof. Diego Amato

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Captulo: Gua de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales

E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA a) Es homognea b) Tiene la misma densidad en todos sus puntos. 9) Por mezclado de las siguientes sustancias, en que casos se obtienen sistemas homogneos. d) Carbn y kerosene a) Nitrgeno e hidrogeno gaseoso e) Agua y alcohol b) Agua y aceite c) Sal comn y agua 10) Para un sistema formado por oxigeno y helio gaseoso, indicar cuales de las siguientes afirmaciones son correctas justificando la respuesta: a) Hay dos fases c) hay dos sustancias simples b) Es heterogneo 11) Cules de las siguientes proposiciones corresponde a una mezcla de agua liquida y dos trozos de hierro?. Justificar la respuesta. a) Es homogneo d) hay tres fases b) Hay una fase discontinua e) Las fases son separables por filtrac) Hay dos compuestos cin 12) Marcar cules de las siguientes caractersticas corresponde a una sustancia pura explicando la eleccin: c) Es siempre slida a) Es homognea d) esta formada por dos o ms elemenb) Tiene la misma densidad en totos dos sus puntos. 13) Indicar y justificar cuales de las siguientes afirmaciones se refieren a una solucin: a) la masa es constante b) El peso especifico es igual en todos sus puntos c) Los componentes se pueden separar por fraccionamiento d) Es siempre liquido e) Esta constituida por dos o ms sustancias f) Siempre esta formada por sust. Elementales g) Tiene una sola fase 14) Cual o cuales de los siguientes mtodos se puede usar para separar una solucin en sus componentes. a) Filtracin; destilacin o decantacin. 15) Un prisma rectangular de altura 10 cm posee una base de 5 cm2 de superficie posee una masa de 51 g. Determinar si flota o se hunde cuando se lo coloca en un liquido de densidad 1,809 g/cm3 16) Un cubo de arista 2 cm tiene una masa de 7 g. Determinar si flota o se hunde cuando se lo coloca en agua.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA 17) Que mtodos empleara para separar los componentes de cada uno de los siguientes sistemas materiales. a) b) c) d) e) f) g) h) Arena; agua Agua; aceite Arena; azcar Hierro; cobre Carbn en polvo; sal Arena; naftaleno Arena; yodo Arena; corcho i) Agua; kerosene j) Agua; alcohol fino k) Agua; alcohol; limaduras de hierro y azcar l) Agua; ter (ver temp. de ebullicin) m) Corcho; cobre; hierro y sulfato de sodio (soluble en agua)

18) Indicar cuales afirmaciones son falsas o verdaderas justificando la eleccin. a) Un sistema que a simple vista est formado por un solo tipo de partculas, es homogneo b) Si el sistema tiene una sola sustancia, es homogneo c) Una suspensin es un sistema heterogneo d) El agua y el azcar siempre forman un sistema homogneo e) Una solucin est formada por una sola sustancia f) Un ejemplo de sistema cerrado es un liquido colocado en un termo tapado g) Pueden existir sistemas heterogneos formados por una sola sustancia. h) La leche es un sistema homogneo i) Una sustancia est formada por dos o ms elementos j) Un sistema formado por cloruro frrico y agua, al ser observado por el microscopio aparece como homogneo, por lo tanto, el sistema es una solucin k) Para distinguir una solucin de una sustancia pura, debe realizarse un cambio de estado l) Un sistema formado nicamente por gases es homogneo. m) Una sustancia pura compuesta tiene un solo tipo de molculas. n) Las sustancias puras simples no pueden tener tomos diferentes. o) Todas las soluciones conducen la corriente elctrica. p) Las sustancias simples pueden fraccionarse por destilacin. q) Una sustancia pura compuesta tiene dos o ms tipos de tomos r) Los sistemas homogneos lquidos estn formado por un solo componente. s) Los sistemas heterogneos formado por un solo componente, no presentan superficie de discontinuidad (interfase) t) Los sistemas homogneos siempre se presentan en un estado de agregacin definido. u) La superficie de discontinuidad separa dos sistemas heterogneos. v) La densidad de 100 g de agua es menor que la de 500 g de agua. w) Los mtodos de fraccionamiento permiten obtener dos o ms sistemas homogneos de un sistema heterogneo. x) Si se calienta una determinada cantidad de un liquido, su volumen aumenta y en consecuencia aumenta la masa.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA 19) Dadas las siguientes dispersiones, sealar cual es la fase dispersante y cual la dispersa. Indicar el estado de agregacin de cada una de ellas. a) b) c) d) e) Polvo atmosfrico Espuma 10 gramos de limaduras de hierro mezcladas con 1Kg de arena Queso gruyere Aire disuelto en agua

20) Proponer ejemplos de sistemas materiales compuestos por: a) 3 fases y 4 componentes c) 2 fases y 1 componente b) 1 fase y 2 componentes d) 1 fase y 4 componentes 21) Definir: a) Fase b) Interfase c) Cambio de estado d) Sustancia pura e) Sustancia pura simple.

22) Qu se entiende por descomposicin?. Dar 3 ejemplos. Es una transformacin qumica o fsica? Justificar las respuestas. 23) Definir cuando se verifica una reaccin de descomposicin y una de combinacin. Dar 3 ejemplos. 24) Indicar las caractersticas de los procesos fsicos y qumicos. Distinguir entre las siguientes transformaciones de la materia las que se clasifican como fsicas y como qumicas. d) imantacin del hierro a) Combustin de una vela e) Neutralizacin de un cido. b) Destilacin de agua c) Fusin de cobre 25) Deseo separar los elementos de un compuesto, cules de los siguientes mtodos puedo utilizar? a) Descomposicin trmica c) Destilacin b) descomposicin elctrica d) Levigacin. 26) Las siguientes propiedades han sido determinadas para un trozo de hierro. Indicar cuales son intensivas y cuales extensivas:Captulo: Gua de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales

a) Masa: 40 gr b) Color: grisceo brillante c) Pto. De fusin: 1535C

d) Volumen: 5.13 cm3 e) Insoluble en agua f) Peso especfico: 7.8 g/cm3

27) La densidad es una propiedad de los cuerpos cuyo valor se calcula realizando el cociente entre la masa y el volumen (=m/v) (a) Calcular la densidad del hierro del ejercicio anterior. (b) Indicar si la densidad es una propiedad extensiva o intensiva. Justifique. 28) Se coloca en un recipiente 100g de agua pura lquida y se observa que ocupa un volumen de 100cm3: Explique claramente por qu la masa y el volumen no son propiedades intensivas. Indique qu ocurrira si la masa se duplicara. Saque conclusiones.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA 29) Se tiene una mezcla de cuatro sustancias A, B, C, D que presentan las siguientes propiedades: a) A es una sustancia slida soluble en agua, insoluble en solvente orgnico. b) B es una sustancia slida insoluble en agua, soluble en solvente orgnico. c) C es una sustancia slida insoluble en agua, y en un solvente orgnico. d) D es un lquido inmiscible en agua, miscible en un solvente orgnico, que disuelve a B. Hacer un esquema de un posible procedimiento a seguir para separar los componentes de la mezcla. 30) Las siguientes proposiciones se refieren a un sistema formado por tres trozos de hielo flotando en una solucin de agua y sal. Indique si son verdaderas o falsas justificando su eleccin. a) Es un sistema homogneo b) El sistema tiene tres fases slidas y una liquida c) El sistema tiene dos interfases. d) Los componentes se pueden separar por filtracin. e) El sistema tiene tres componentes 31) Indicar en cada caso por lo menos dos mtodos que utilicen para separar fases de las siguientes caractersticas: a) Diferente tamao de partcula b) Diferente densidad c) Propiedades caractersticas de alguna sustancia. 32) Dado el siguiente sistema material formado por un litro de agua, 10 g de sal y 10 g de limaduras de hierro, decir cual de las siguientes afirmaciones es correcta: a) Se trata de un sistema material heterogneo de dos fases. b) Se trata de un sistema material homogneo de tres fases. c) se trata de un sistema material heterogneo donde todas las fases son soluciones 33) Dados cuatro cuerpos con las siguientes caractersticas: a) CUERPO 1: masa 16 g volumen 4 cm3 b) CUERPO 2: densidad 8 g/cm volumen 2 cm3 c) CUERPO 3: masa 12 g volumen 4 cm3 d) CUERPO 4: masa 12 g volurnen 3 cm3 indicar cuales afirmaciones son verdaderas: a) los cuerpos 1 y 4 tienen la misma masa y por lo tanto igual densidad b) los cuerpos 1 y 3 son del mismo material c) la densidad del cuerpo 1 es cuatro veces menor que la del 3 d) si el cuerpo 4 tuviese el mismo volumen que el 1, su masa seria de 16g e) Los cuerpos 1 y 3 tienen el mismo volumen y por lo tanto igual densidad. f) los cuerpos 3 y 4 pueden ser del mismo material g) los cuerpos 1 y 4 pueden ser del mismo material h) los cuerpos 1 y 2 tienen la misma masa

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA 34) Unir con flechas los conceptos de cada columna segn corresponda: pasaje de slido a lquido pasaje de liquido a gas pasaje de vapor a lquido pasaje de liquido a slido, pasaje de gas a lquido pasaje de slido a gas pasaje de gas a slido 35) completa las oraciones: a) mientras dura la fusin, sustancia................................................... la temperatura de una vaporizacin condensacin fusin volatilizaron solidificacin licuefaccin sublimacin

b) la evaporacin se cumple en la.......................................................................... del liquido c) la ebullicin se cumple en la.................................. y en el................................. del liquido d) en un sistema material sistema.............................. heterogneo, cada se fase constituye un

e) los sistemas heterogneos por............................................................ f)

pueden

separar

las soluciones se pueden.............................................

b) 100 C c) temp. Ambiente 37) De ejemplos de sistemas materiales formados por: d) Una fase y tres componentes a) Una fase slida y una liquida e) Una fase y un componente b) Dos fases slidas y dos liquidas c) Tres fases y tres componentes 38) Se tiene azcar y sal comn disueltos en agua. Sealar las afirmaciones que son correctas: a) El peso especifico es igual en todas las porciones del sistema. b) El sistema esta constituido por mas de una sustancia c) El sistema posee una sola fase a cualquier temperatura.Prof. Diego Amato

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36) El pto. De fusin de una sustancia es de 97 C y el de ebullicin es de 55 C. Determinar en que estado se encuentra la sustancia a las siguientes temperaturas: a) 56 C d) 100 C


39) Mencionar un mtodo para separar: a) Dos lquidos que forman un sistema heterogneo. b) Un liquido y un slido que forman un sistema heterogneo c) Dos lquidos que forman un sistema homogneo. 40) Dados los siguientes sistemas materiales: a) Sulfato cprico disuelto en agua, arena y trozas de corcho b) limaduras de hierro, aceite y vinagre disuelto en agua. c) Talco en polvo, alcohol, sal, agua y arena. Indicar cuantas y cuales son las fases Indique que mtodos y el orden que usara para obtener los componentes por separado. 41) Clasificar las siguientes dispersiones indicando la fase dispersa y dispersante: f) 100 g de hierro en polvo y 10 g de a) Humo azufre en polvo b) Talco en polvo en agua g) Queso gruyere c) Niebla h) Esponja mojada d) Agua grasosa i) Agua avinagrada e) Albmina sangunea en agua 42) Unir las palabras de la izquierda con las de la derecha segn corresponda a) mercurio b) aire c) azcar d) azufre y hierro e) salmuera f) arena y bicarbonato de sodio sustancia compuesta g) cloro h) solucin acuosa de alcohol j) oxido de plataCaptulo: Gua de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales

mezcla sustancia simple

i)

sulfuro de hierro (II) (FeS)

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Composicin Centesimal

E.T. Nro. 27 Hiplito YrigoyenQUMICA GENERAL

1) Calcular la composicin centesimal para cada uno de los siguientes sistemas materiales: a) 25gr de sal; 10gr de aceite; 15gr de carbn. b) 2.30gr de N2; 8.30gr de O2; 14.40gr de H2. c) 0.30gr de carbn; 0.90gr de azufre; 0.80gr de sodio. 2) Una aleacin se prepara fundiendo 6.4gr de Pb, 10.6gr de Bi y 3.0gr de Sn Cul es la composicin porcentual? Cunto metal de cada clase se necesita para preparar 70.0gr de aleacin? Qu peso de aleacin puede prepararse con 4.20gr de Sn? 3) Una sustancia compuesta tiene 4.20gr de C; 3.40gr de N2, 0.40gr de H2 y 5.50gr de O2. Cul es la composicin porcentual del sistema?

4) Una masa de 10.60gr de un compuesto contiene 1.20gr de C; 4.60gr de Na y el resto de O2. Cul es la composicin porcentual del compuesto?

5) Qu masa de cada componente hay en 15.80gr de una solucin que tiene 95.0% de alcohol y 0.5% de agua?

6) Si un sistema tiene 20% de Pb; 5% de Cu y el resto de Sn. Cuntos gramos de cada elemento hay en 1.482gr del sistema?

7) Un compuesto contiene 72.70% de O2 y 27.30% de C. Cuntos gramos de cada elemento hay en 44gr del compuesto?

8) Un compuesto tiene 37.50% de C; 33.40% de O2; 23.90% de Na y 5.20% de H2. Qu masa de cada elemento hay en 119.00gr del compuesto?

10) Un compuesto contiene 25% de H2 y 75% de C. Qu masa de sustancia contiene 12gr de C?

11) En qu masa de solucin que contiene 2% de azcar y 98% de agua hay 17gr de azcar?

12) Una solucin tiene agua, sal y alcohol. Hay 40.0% de agua. Adems 400gr de solucin contiene 20gr de sal. Cul es el porcentaje de alcohol en la solucin?

Departamento de Qumica General

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Gua de ejercicios Nro. 1: Sistemas Materiales

9) Una mezcla tiene 79.90% de Cu. Qu masa del sistema contiene 17.80gr de Cu?

E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen13) Un sistema tiene 10% de Pb y contiene adems Cu; Fe; Si. 114.20gr del sistema tiene 15.0gr de Cu. Cul es el porcentaje de Fe en dicho sistema?QUMICA GENERAL

14) Si la composicin de una sustancia es 40.0% de C; 6.67% de H2 y 53.33% de O2. Qu masa de sustancia contiene 16ggr de O2? 15) Una sustancia tiene 43.45% de Na. Qu masa de sustancia contiene 23gr de Na?

16) El cido sulfrico tiene 2.04% de H2. Por otro lado 49.00gr de dicho cido contiene 16gr de azufre. Cul es el porcentaje de O2 en dicha sustancia? 17) Un sistema heterogneo tiene 20.50% de aceite, 74.7% de agua lquida y Cu. Se separa el aceite. Cul es la composicin del sistema resultante?

18) Una solucin contiene 60% de agua, 31% de etanol y el resto de sal. Se destila recogindose toda el agua y el etanol juntos. Cul es la composicin del nuevo sistema liquido?

19) Una mezcla est formada por 20% de S; 8.80% de Fe y arena. Se separa todo el hierro con un imn. Cul es el porcentaje de arena que queda en el sistema final?

20) En un recipiente hay un sistema formado por 70% de agua y 30% de azcar. El agua esta como liquido y vapor, habiendo 2.3gr de vapor y 19,7gr de agua lquida. Qu masa tiene todo el sistema?

21) Qu masa de azcar hay que disolver en 152,8gr de agua para obtener una solucin que contenga 1,2% de azcar?

23) Un sistema tiene 20gr de azcar, 10gr de sal, 5gr de Fe, 8gr de S y 9gr de Cu. Se agrega abundante agua y se filtra. Cul es la composicin centesimal del slido obtenido?

24) Se trabaja con 143.8gr de un sistema compuesto por: 20% de azcar, 1.8% de sal, 5% de S, 6% de Cu y el resto Fe. Primero se aade agua y se filtra, luego se retira el Fe. a) Qu porcentaje de Cu hay en el residuo slido obtenido? b) Cul es la masa del sistema final?

25) Se dispone de 40.3gr de un sistema que tiene 10.0% de Cu y el resto de sulfato de sodio. Qu masa de Cu debe quitarse para que el sistema quede con 7.0% de Cu?Departamento de Qumica General

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22) Qu MASA de I2 se necesita disolver en 14.70gr de benceno para que la solucin resultante sea 3.2% en I2?


26) Un sistema tiene una masa de 41.8gr y est formado por arena y 78.2% agua. Qu cantidad de liquido debe evaporarse para que el sistema final tenga 51.2% en agua?

27) Una masa de 15.8gr de solucin de yodo en benceno tiene 8% de yodo. Cunto benceno se debe eliminar para que la solucin resultante tenga 10.0% de yodo?

28) Un sistema heterogneo esta constituido por 2.8% de S, 14.9% de Pb y el resto de Fe. Partiendo de 21.3gr del sistema se elimino parte del Fe. Qu masa de Fe se elimin si el sistema final tiene 10.3% de Fe?

29) Una masa de 83.4% de solucin contiene 95.0% de agua, 4.1% de azcar y el resto de sal. Qu masa de agua debe evaporarse para que la solucin resultante tenga 85% de agua?

30) Un carbn contiene 2.4% de agua. El residuo libre de humedad contiene 71.0% de carbn. Determinar el porcentaje de carbn en la muestra hmeda.

31) Una arcilla contiene 45% de Si y 10% de agua. Cul es el porcentaje de slice en la arcilla seca?


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Gua terico - prctica Nro. 2: Disoluciones ContenidosSolucionesa) Definiciones. i) Soluto Solvente b) Concentracin de las soluciones i) Expresin de las concentraciones ii) % (m/m), % (m/v), %(v/v)


Objetivos Para aprobar este tema debers: Contenidos previosComposicin centesimal

Realizar clculos sencillos para determinar concentraciones expresadas en (m/m), (m/v) y (v/v)

IntroduccinLas soluciones son mezclas homogneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregacin. La concentracin de una disolucin constituye una de sus principales caractersticas. En la naturaleza, la materia se presenta, con mayor frecuencia, en forma de mezcla de sustancias puras. Las disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. Las soluciones forman parte de los hechos cotidianos, estn presentes al respirar, ya que el aire es una solucin de varios gases, al ingerir agua potable, ya que siempre contiene una serie de sustancias disueltas; cuando se utilizan aleaciones como bronce, latn, acero, en los fluidos que recorren nuestro organismo transportando los nutrientes necesarios para la vida.

Combinacin, Mezcla Y DisolucinLa separacin de un sistema material en los componentes que lo forman puede llevarse a cabo por mtodos mecnicos o por mtodos qumicos. Los primeros incluyen una serie de operaciones tales como filtracin, destilacin o centrifugacin, en las cuales no se produce ninguna alteracin en la naturaleza de las sustancias, de modo que un simple reagrupamiento de los componentes obtenidos tras la separacin dar lugar, nuevamente, al sistema primitivo.Gua terico - prctica Nro. 2: Disoluciones

Los segundos, sin embargo, llevan consigo cambios qumicos; la materia base sufre transformaciones que afectan a su naturaleza, por lo que una vez que se establece la separacin, la simple reunin de los componentes no reproduce la sustancia original. Las mezclas son sistemas materiales que pueden fraccionarse o separarse en sus distintos componentes por mtodos fsicos. En cierto tipo de mezclas la materia se distribuye uniformemente por todo el volumen constituyendo un sistema homogneo. Cuando una sustancia slida se mezcla con un lquido de tal forma que no puede distinguirse de l, se dice que la sustancia ha sido disuelta por el lquido. A la mezcla homognea as formada se la denomina disolucin (sl). En este caso la sustancia slida recibe el nombre de soluto (st) y el lquido se denomina disolvente (sv). La nocin de disolucin puede generalizarse e incluir la de gases en gases, gases en lquidos, lquidos en lquidos o slidos en slidos.


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En general, el soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporcin en la disolucin y el disolvente la que se encuentra en mayor proporcin. Cuando dos sustancias lquidas pueden dar lugar a mezclas homogneas o disoluciones, se dice que son miscibles. Los esquemas que siguen son modelos de cuatro soluciones formadas por los mismos componentes, los crculos negros representan al soluto y los blancos al solvente, indicar si las soluciones son iguales y justificar.


Puntos blancos: Puntos negros: Relaciones: St/Sl = St/Sv =




A la relacin que existe entre la cantidad de soluto y de solvente o entre la cantidad de soluto y solucin, se llama concentracin Dichas cantidades se pueden expresar en unidades de masa o de volumen.

Formas de expresar la concentracin de las disolucionesExisten diferentes formas d expresar la concentracin de una disolucin. Las que se emplean con mayor frecuencia supone el comparar la cantidad de soluto con la cantidad total de disolucin, ya sea en trminos de masas, ya sea en trminos de masa a volumen o incluso de volumen a volumen, si todos los componentes son lquidos. En este grupo se incluyen las siguientes:

Porcentaje en masa.Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolucin. Su clculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente siendo la masa de la disolucin la suma de la del soluto y la del disolvente.

% ( m / m) =Porcentaje en volumen.

Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien cm3 de disolucin. Su clculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente siendo la masa de la disolucin la suma de la del soluto y la del disolvente. Para calcular el volumen a que equivale dicha masa se utiliza la densidad, sabiendo que la densidad es:

= mv% (m / v) =Departamento de Qumica General

masa de soluto 100 volumen de solucin

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Gua terico - prctica Nro. 2: Disoluciones

masa de soluto 100 masa de solucin

E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen Leer atentamente el texto y responder:El bronce y el oro 18 kilates son ejemplos de soluciones slidas de metales denominadas aleaciones. El bronce es una aleacin formada por cobre y estao. El oro 18 kilates es una aleacin de oro y cobre, aunque tambin puede estar formado por oro y plata o por oro y platino. El oro 24 kilates es oro puro, es decir se trata de una sustancia pura y no de una solucin slida. El valor 24 es la unidad de medida de comercializacin para el oro. As oro 24 kilates significa que por 24 pares de ese material, 24 son de oro. De la misma manera, oro 18 kilates expresa que por cada 24 partes de ese material, solo 18 son de oro. El resto, es decir, 6 partes son de cobre o de plata.QUMICA GENERAL

A. Cual es el soluto y cual es el solvente del oro 18 kilates? B. Calcular el % m/m del oro 18 kilates. C. Averiguar la masa de oro que habr en un anillo de oro 18 kilates de 6 g.La siguiente tabla resume los datos obtenidos en una experiencia cuando se agregan distintas masas de sal (sulfato cprico) a 1000 g de agua a 25C y 1 atm de presin. Completar, analizar los datos y sacar conclusiones.

Masa sal inicial (gr) A B C D E 50 190 210 300 450

Masa de agua (sv) (gr)

Masa de solucin (sl) (gr)

Masa de sal disuelta (st) (gr)

Masa de sal sin disolver (gr) 0 0

% m/m

1000

0 90 240

Los grados Gay Lussac indican la concentracin de alcohol en % m/v. Calcular la masa de alcohol existente en un vaso de cerveza de 250 cm3 sabiendo que la graduacin alcohlica es de 4GL.


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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen Aplicacin: clculo de concentraciones1. Se mezclan 5,00 g de cloruro de hidrgeno (HCI) con 35,00 g de agua, formndose una disolucin cuya densidad a 20 C es de 1,060 g/cm3. Calclese: a) El % (m/m) b) El % (m/v) c) La concentracin en gramos por litroQUMICA GENERAL

Resolucin:a) Se trata de calcular el nmero de gramos de soluto por cada cien gramos de solucin, es decir:

b) Calculamos el volumen correspondiente a 40 g de solucin

= m v v = mv = 40 g 1,060 g / cm3

= 37,7cm 3

Ahora calculamos el nmero de gramos de soluto por cada 100 cm3 de solucin.

g de HCl 5,00 g 100 cm 3 = 100 cm 3 = 13,26 % (m / v) de HCl 3 cm de disolucin 37,7 cm3

c)

Habiendo calculado la masa de soluto que hay por cada 100 cm3 de solucin, es sencillo calcular la masa de soluto que hay por cada 1000 cm3 de solucin:

g de HCl 5,00 g 1000 cm 3 = 1000 cm 3 = 132,6 % (m / v) de HCl 3 cm de disolucin 37,7 cm3


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Gua de ejercicios Nro. 2: Clculo de concentraciones1) La concentracin del agua lavandina s de 3.5 %m/v de hipoclorito de sodio. Cul la masa de hipoclorito de sodio que contiene un envase de 5 litros de lavandina. 2) Un mdico ordena inyectar a un paciente suero glucosado. La solucin utilizada posee una concentracin de 5.5 g de glucosa/100 cm3 de solucin y el enfermo requiere 1.72 g de glucosa por hora. Cul es el tiempo que debe demorar en pasar un frasco de suero que contiene 250 cm3 de solucin fisiolgica. 3) Calcular las concentraciones en %m/m de las siguientes soluciones: a) 30g de st en 350g de sv b) 120g de st en 2.5Kg de sl. c) 2800g de sv en 3200g de sl 4) Indicar como puede prepararse 2500g de una solucin de concentracin 35% m/m 5) Calcular en qu masa de cada una de las soluciones habr 120g de soluto: a) Sl. A 30% m/m b) Sl. B 5% m/m 6) 1 cm3 de solucin acuosa de cloruro de sodio, cuya densidad es de 1,15 g/cm3 contiene disueltos 0,23 g de sal. Calcule la concentracin de la solucin. En: a) gr de soluto/100 g de solucin b) gr de soluto/100 g de disolvente. Rta.: a.- 20 g b.- 25 g 7) En que masa de una solucin al 2% de azcar en agua se tiene 50 g de azcar? Rta.: 8) Calcular la masa en gramos de Na2CO3 es necesario para preparar 0.5 litros de solucin 35% Rta.: 9) Calcular la concentracin en %(m/m) de una solucin preparada disolviendo 500 mg de glucosa en 0.50 Kg de agua. Rta.:Gua de ejercicios Nro. 2: Clculo de concentraciones


10) Con 40 g de cloruro de amonio se desea preparar una solucin acuosa al 18% en peso. Calcule a) Masa de sl que puede prepararse. b) Volumen de agua en que deber disolverse la masa de sal. Rta.: a.- 222,2 g b.182,2 cm3 11) Calcule el porcentaje en peso de soluto en una solucin acuosa de cido ntrico que contiene 354 g de cido/dm3 de solucin y cuya densidad es 1,18 g/cm3. Rta.: 30% 12) Se disuelven 24gr de glucosa en 60gr de agua. Calcular la composicin de la solucin resultante expresada en: a) Gramos de soluto /100gr de solucin. b) Gramos de soluto /dm3 de solvente. Rta.: a) 28.6gr b) 400gr 13) Qu composicin centesimal posee un sistema que se prepara disolviendo 10 g de Iodo en 70 g de etanol y diluyendo con 70 g de agua?Departamento de Qumica General

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Rta.:: 6,675 de I2

14) La composicin de una solucin acuosa de cloruro de nquel(ll) es 320,0gr de sal /dm3 de solucin. Su densidad es de 1.280gr/cm3. Expresar la composicin de esa solucin en: a) Gramos de soluto /100gr de solucin. b) Gramos de soluto /dm3 de solvente. Rta.: a) 25gr b) 33.3gr 15) Se desean preparar 500 cm3 de una solucin de cloruro cprico en agua al 30% en peso (densidad 1,36 g/cm3) a) Calcule las masas de sal y de agua necesarias. b) Expresar dicha composicin en g de sal/dm3 de solucin. Rta.: a) 204 gr de sal y 476 g de agua b) 408 g/dm3 16) Calcule qu volumen de una solucin acuosa de metanol al 20% en peso cuya densidad es 0,97 g/cm3, contiene 300 g de dicho alcohol. Rta.:: 1546,4 cm3 17) Se tiene una solucin acuosa de cido ortofosfrico que contiene 25gr de cido en 100gr de agua y cuya densidad es 1.11gr/cm3. Expresar la composicin en: a) Gramos de soluto /dm3 de solucin b) Gramos de soluto /100gr de solucin. Rta.: a) 222.4grb) 20gr 18) Una sl acuosa de H2SO4 de concentracin 10% tiene una densidad de 1,04 g/cm3. Calcular su concentracin en: a) g de st/100 g de sl. d) g de st/1000 cm3 de sv b) g de st/100 cm3 de sv c) g de st/100 cm3 de sl Rta.: 19) Se quiere preparar 500 cm3 de sl aq. de H2SO4 al 30% densidad 1,20 g/cm3. Calcular la concentracin expresada en: a) g de st/100 g de sl. d) g de st/1000 cm3 de sv b) g de st/100 cm3 de sv c) g de st/100 cm3 de sl Rta.: 20) Una solucin de sal en agua posee una densidad de = 1,085 g/cm3 contiene 20 g de sal en 80 g de solucin. Expresar la concentracin en a) gr de sal/100 g de agua. d) gr de sal/100 ml de agua. b) % (m/m) c) % (m/v) Rta.: 21) Una solucin acuosa de cloruro de amonio contiene 10.07 g de sal por litro de solucin. Su densidad es de = 1,007 g/cm3. Expresar la concentracin en: a) % (m/m) d) gr de sal /1000 g de agua b) gr de sal /100 g de agua e) gr de sal /100 cm3 de agua c) % (m/v) Rta.:Gua de ejercicios Nro. 2: Clculo de concentraciones


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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen22) Una solucin de KCl en agua tiene 2.5 g de sal en 40 g de sl. Expresar la concentracin en: a) % (m/m) b) Cuantos gramos de sal y agua se deber aadir a la sl para obtener 100 g de sl de la misma concentracin? Rta.: a) 6.25% b) 3.75 g de sal y 56.25g de agua 23) Se tiene una solucin al 5% de densidad = 1.05 g/cm3. Expresar su concentracin en: a) Gr de st/ 100 gr de sv c) Gr de st/ 100 cm3 de sl b) Gr de st/ 100 cm3 de sv d) Gr de st/ 100 gr de sl Rta.: 24) Hallar la concentracin en %(m/v) de una solucin cida al 30% siendo la densidad de la solucin de 1.20 g/cm3. Rta.: 36% (m/v) 25) Calcular las concentraciones en %(m/m) de las siguientes soluciones a) 40 g de st en 250 g de sv b) 100 g de st en 2500 g de sl c) 2500 g de sv en 3800 g de sl 26) calcular las masas de soluto y solvente existentes en 250 g de una solucin cuya concentracin es de 35% m/m 27) Calcular en que masas de cada una de las siguientes soluciones habr 120 g de st. a) 30% b) 5%QUMICA GENERAL


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Gua de ejercicios Nro. 2: Clculo de concentraciones

28) Se tiene una sl de cido ntrico comercial al 63%, que posee una densidad = 1.2 g/cm3. Calcular: a) Gr de st/ 100 gr de sv b) Gr de st/ 100 cm3 de sv c) Gr de st/ 100 cm3 de sl d) Gr de st/ 100 gr de sl


Gua terica Nro. 3: Estructura atmica.Desde los modelos atmicos hasta la estructura electrnica de los tomosQu explicaciones ha dado la Ciencia al problema de la constitucin de la materia a lo largo de la historia? Primeras ideas en la Grecia antigua Casi todo el material escrito que nos llega acerca del pensamiento de los filsofos de la Grecia antigua provienen de fuentes indirectas, ya que no exista la imprenta por lo que cada copia era escrita a mano por escribas y/o traductores que interpretaban y muchas veces agregaban algo de su propia cosecha. Muchos de estos filsofos que mencionaremos aqu desarrollaron sus ideas sin escribirlas y las mismas fueron luego recopiladas por sus discpulos. De stas ideas rescatamos las siguientes:

Empdocles (490-435 a.c): Para l la materia est compuesta por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, que bajo la accin de dos fuerzas opuestas, el amor y el odio, se unen o se separan en diferentes medidas para - constituir todas las sustancias.

Anaxgoras (500-428ac): El sostena que cada una de las innumerables sustancias que existen est compuesta por combinaciones variables de partculas extremadamente pequeas a las que llama grmenes o semillas, y en cualquier porcin de materia hay algo de todo. Deca que las diferencias que se observan entre los objetos se deben a que las semillas se agrupan de manera diferente y las propiedades del conjunto son una manifestacin de las partculas que all mas abundan. De acuerdo con este modelo, el consumo de alimentos promova el crecimiento de la piel o del pelo porque en ellos hay pequeas cantidades de grmenes de piel y pelo. Otro punto de controversia en la poca era si la materia es continua, es decir infinitamente divisible, o si es discontinua, es decir con un lmite para su divisin. A los qu sostenan que la materia era continua se los llamaba continuistas y a los que las consideraban discontinua, atomistas (en griego a-tomos, no divisible). Entre los atomistas de la poca se destac Demcrito del cual expondremos sus ideas: Demcrito: (460-370 a.c): Sostena que los cambios de la Naturaleza pueden explicarse si se considera que la materia est compuesta por una nica sustancia, repartida en partculas de diferentes formas, no divisibles, eternas e inalterables, a las que llam tomos. Estos tomos se encuentran en continuo movimiento. La apariencia de las cosas se debe a las diversas formas y maneras en que se agrupan. Dado que toda la materia est formada por tomos y estos se mueven en el espacio, el espacio es vaco.Captulo: Gua terica Nro. 3: Estructura atmica.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA El pensamiento de los continuistas puede ser representado por Aristteles el cual sostena: Aristteles (384-322 ac): Segn l el vaco, no puede existir por que el vaco tiene que estar lleno con materia, a travs del cual se transmiten efectos fsicos por medio del contacto directo. Por consiguiente no acepta que la materia este compuesta por tomos y vaco. Propona que cada sustancia est formada por materia y por esencia. Acept la teora de que la materia est formada por cuatro elementos, tierra, agua, aire y fuego, que ampli con cuatro atributos elementales: caliente, fro, seco y humedad. Cada elemento posee dos de estas cualidades (nunca dos opuestas como caliente y fro). As el agua es fra y hmeda, el fuego caliente y seco, etc. En cada sustancia la proporcin en que estn los elementos es diferente. Un lquido es tal por que el agua est en l en una elevada proporcin, una piedra est compuesta sobre todo por tierra, una sustancia voltil contiene mucho aire. Los elementos pueden transformarse unos a otros variando algunas de sus cualidades caractersticas. Para convertir aire en agua basta que lo caliente sea sustituido por lo fro (as poda explicar la aparicin del roco en las maanan fras). En todos estos cambios lo nico que vara es la forma por que la materia prima de las que estn hechos todos los elementos, no cambia nunca. Tenemos aqu, el origen de las teoras sobre la transmutacin, que posteriormente siguieron los alquimistas cuando trataron de convertir algunos metales menos nobles, como el plomo en oro. Las ideas de Aristteles fueron aceptadas como verdades durante varios siglos. Sin embargo paralelamente, otros filsofos continuaron sosteniendo que la materia es discontinua y el vaco necesario.

ACTIVIDADObjetivo: Comparar las distintas teoras acerca de la constitucin de la materia a lo largo de la historia. 1) Realiza un breve resumen en forma de cuadro donde figuren las semejanzas y diferencias entre los modelos propuestos por Empdocles, Anaxgoras, Demcrito y Aristteles. 2) En qu se basaban estos filsofos para proponer sus modelos?Captulo: Gua terica Nro. 3: Estructura atmica.

ESTRUCTURA ATMICAPor qu nos interesa la estructura de los tomos? Porque es la disposicin de las partes de los tomos lo que determina las propiedades de los distintos tipos de materia. Solo si entendemos la estructura atmica podremos saber de que manera se combinan los tomos para constituir las diferentes sustancias de la naturaleza y, lo que es an ms importante, como podemos modificar los materiales para satisfacer nuestras necesidades de manera ms precisa. El conocimiento de la estructura atmica tambin es fundamental para nuestra salud. Un gran nmero de diagnsticos qumicos se basan en el anlisis de lquidos corporales como la sangre y la orina. Muchos de estos anlisis dependen del conocimiento de los cambios que sufre la estructura de los tomos cuando se absorbe energa.

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GeneralidadesConcepcin corpuscular de la materia. (siglo V a.C.) Descubrimiento de la naturaleza elctrica de la materia (fin del siglo XIX )

ModeloDemcrito

Conceptos generalesPartcula indivisible e indestructible que constituye la materia.

J. J. Thomson

Esfera homognea con carga positiva, con electrones en su interior que neutralizan la cargas de la esfera. Ncleo con carga positiva rodeado de electrones que se encuentran fuera del ncleo en igual nmero que las cargas positivas de este. Ncleo con carga positiva donde esta concentrada toda la masa del tomo. Los electrones giran alrededor del ncleo constantemente sin ganar o perder energa excepto cuando Saltan de una rbita a otra. Se define una funcin de onda que describe la probabilidad de hallar al electrn alrededor del ncleo del tomo. Esta probabilidad es una zona que esta caracterizada por los nmeros cunticos.

Descubrimiento de la radiactividad. (fin del siglo XIX)

Rutherford

Descubrimiento de las radiaciones electromagnticas. Teora cuntica (primeras dcadas del siglo XX)

Bohr

Aplicacin de la mecnica ondu- Modelo atmico latoria a las partculas. actual Modelo de Schrdinger (tercera dcada del siglo XX)

En la actualidad se acepta que un tomo neutro est formado por un ncleo central, con protones (de carga positiva) y neutrones (sin carga). Ambos tipos de partculas tienen masa similar. Adems existen electrones de carga negativa (cuya masa es 1836 veces menor que la del protn o neutrn) y se ubican en la periferia. Teniendo en cuenta estos datos completar e! siguiente cuadro.Captulo: Gua terica Nro. 3: Estructura atmica.

Los protones y los neutrones se atraen en el ncleo por medio de una fuerza nuclear de atraccin muy fuerte (fuerza de atraccin nuclear) y los protones se repelen entre s por una fuerza electromagntica muy fuerte (cargas iguales se repelen = Interaccin electromagntica). Las fuerzas nucleares fuertes compensan las fuerzas electromagnticas e impiden que el nucleo se desintegre.

Algunas definiciones Configuracin Electrnica: Es la forma como se distribuyen los electrones de un tomo en los diferentes niveles y orbitales. Orbital: Es una regin del espacio donde existe una alta probabilidad de encontrar un electrn girando. Para describir la distribucin de los electrones en torno al ncleo se necesitan 4 nmeros llamados nmeros cunticos, que son los siguientes: n, l, ml y s o ms.

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA n es el nivel de energa, y corresponde al tamao o volumen del tomo. Los niveles van de 1 a 7. Este nivel de energa aumenta con el valor de n, lo que significa que un electrn que se encuentre en el primer nivel de energa tiene menor energa que uno que est en el tercero o cuarto nivel. l es el nmero cuntico secundario y se llama orbital. La expresin l que indica los orbitales que se encuentran en un nivel de energa est dada por n - 1, donde l toma todos los valores en el rango de 0 a 7 segn corresponda. Si n = 1, entonces l = 0, podemos decir que cuando n es 1, slo existen orbitales s. Si n = 2, entonces l = 1, podemos decir que cuando n es 2, existen orbitales s y p, ya que el mximo orbital puede ser l = 1. ml es el nmero cuntico magntico y se define como la direccin en el espacio que tienen los electrones en torno al ncleo, o sea, en los orbitales. ml toma todos los valores entre -l y l, incluyendo el 0. Lo anterior significa que: l 0 1 2 3 Direcciones en el espacio 0 1 -1, 0, 1 3 -2, -1, 0, 1, 2 5 -3, -2,-1, 0, 1, 2, 3 7 ml

El spin (s) es el giro del electrn en torno a su eje de rotacin. El electrn, al girar, genera un campo magntico, y se comporta como un pequeo imn. A este movimiento se le asignan dos valores: - 1/2 y +1/2 que representan un giro a la izquierda, o a la derecha respecto a dicho eje. Como hay slo dos posibilidades de giro, en cada orbital deben existir como mximo 2 electrones de distinto spin (antiparalelos). Para ubicar los electrones en los orbitales se acostumbra a representar al electrn de menor energa como a aquel tiene valor +1/2. Principio de Hund: Los electrones se ubican en cada uno de los orbitales, con el spin de menor energa, y una vez que todos los orbitales contienen el electrn de menor energa, se aparean con el electrn de spin contrario. Principio de Pauli: En un tomo no pueden existir dos electrones con sus 4 nmeros cunticos iguales.Captulo: Gua terica Nro. 3: Estructura atmica.

Principio de Aufbau: Los electrones en el tomo se ubican primero en los orbitales de menor energa, mientras que los orbitales de mayor energa solo se ocupan cuando se completa la capacidad de los de menor energa. Para escribir la configuracin electrnica de un elemento, debemos seguir el orden de acuerdo a la Regla de las diagonales para colocar los electrones (de menor a mayor energa):

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El rap de los Modelos AtmicosEste es el rap de los Modelos Atmicos Todos sus versos te pareceran cmicos. Hace mucho tiempo, Thompson fu el que estuvo Estuvo con su tubo su tubo de descarga Y lo llev a la larga produciendo un resplandor asustand a su ta Debido a que este desde el ctodo sala l fue un gran tipo un tipo metdico Por eso a los rayos los llam, catodicos Y a la ciencia di, di un gran envin porque descubri algo que llam electrn Thompson le sac al cerebro msculos Porque l deca que eran corpsculos Otra observacin que grit a voz viva Que tenan carga, carga negativa Pero no se cans y lleg a la meta esas cosas viajan y van en lnea recta Hay Thompson querido que fro que tens Decs que la materia es un gran budn ingls Los Modelos Atmicos Se fueron pensando A medida que los genios La materia iban, ibn analizando. Despus lleg Ernest de apellido difcil Sonaba algo as como Rutherford, que crisis Hizo una experiencia, no la entendi ni el loro se puso a bombardear una lamina de oro y el tipo descubri, a un precio mdico que exista realmente el Ncleo Atmico fu Ruthi muy duro, y aunque sin salario el gran Ruthi propuso el Modelo Planetario ESTRIBILLO El tipo anterior, no estaba tan errado La teora la us Bhor, que estaba mas pirado Parece mentira, Bhor hizo un montn Le puso condiciones a su amigo el electrn Y dijo que no estaba girando por Canarias Gir dentro de rbitas Estacionarias Y cada electrn deca que tenia una cosa llamada Cuanto de Energa. ESTRIBILLO Me contaron a mi y a una amiga ridcula Existe la teora Dual, La Onda Partcula Gracias a De Broglie, a Heisemberg y a otros Nosotros en el cole estudiamos como potros. De Broglie me dice y lo dijo por TV Lambda es igual a hache sobre eme por ve. El modelo actual, es uno de avanzada Dice el electrn tiene energa cuantizada. Pero la polica no hall al electrn Dice que es probable gire en algn rincn. Nosotros no usamos en vano al electrn Porque lleva asociado de onda una ecuacin Una cosa importante definida en la era actual El electrn navega dentro de un orbital La probabilidad de encontrar un electrn En una zona del tomo es un hipermontn. Y antes de ponerme un cuanto ms romntico Te digo estudi de una los cuatro nmeros cunticos.

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Captulo: El rap de los Modelos Atmicos


Caractersticas atmicas Numero atmico (Z):Es el nmero de cargas positivas que hay en el ncleo de un tomo. Si el tomo es neutro, coincide con el nmero de electrones.

z=p +Numero msico: (A)es el nmero de protones y neutrones que hay en el ncleo de un tomo.

A=p + +nLos tomos de un elemento determinado se designan con una letra mayscula de imprenta que corresponde al nombre del elemento al que pertenece en latn o griego, si existen dos elementos con la misma inicial, se agrega la segunda letra del nombre pero en minscula de imprenta, adems se escriben las caractersticas atmicas: Z en la parte inferior izquierda y A en la parte superior izquierda.

A ZQu significa?39 19

X

K

Si un tomo tiene 15 p+ y 14 n y es neutro, cul es su representacin? Realizar su configuracin electrnica. Completa el siguiente cuadro indicando: a) b) c) d) Cuales son tomos neutro y por qu? Los iones son tomos con carga elctrica, por qu adquieren carga? Los iones positivos se llaman CATIONES, cules son? Los iones negativos se llaman ANIONES, cules son? nmero Nmero de p+ de n 8 22 31 50 120 56 15 31 30Captulo:

Smbolo O Ar S Sn Fe+3 P-3

Z

A 15

nmero de e-

Carga

Tipo de Partcula

18

15

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ISTOPOS:Se llaman as a los distintos tomos del mismo elemento que existen en la naturaleza o se puede sintetizar en un laboratorio. Por pertenecer al mismo elemento poseen igual nmero de protones, pero difieren en la cantidad de neutrones. Por lo tanto poseen igual Z y diferente A. tomo12 6 14 6

z

A

P+

n

C C

ISBAROS:Se llaman as a los distintos tomos de diferentes elementos pero que poseen igual masa atmica. Por pertenecer a diferentes elementos tienen distinta cantidad de protones, pero la suma total de protones y neutrones es la misma, por lo tanto poseen distinto Z y el mismo A. tomo14 7 14 6

z

A

P+

n

N CCaptulo: Gua de ejercicios Nro. 3: Modelos Atmicos y estructura electrnica de los tomos

En la naturaleza casi no existen elementos que no sean una mezcla de varios istopos. Aunque la masa atmica relativa de cada istopo se expresa como un nmero entero de urnas, en la tabla peridica de los elementos dicho valor es un nmero decimal. Esto se debe a que en el valor de la masa atmica relativa se tiene en cuenta el porcentaje de cada istopo de un mismo elemento presente en la naturaleza. Por ejemplo: El elemento cloro presenta dos variedades isotpicas diferentes, una cuyo A. es 35 y otra cuyo A es 37, teniendo en cuenta el porcentaje de cada istopo presente en la naturaleza se puede calcular la masa atmica relativa:

35 17

Cl

Existe en un 75%

37 17

Cl

Existe en un 25%

Masa atmica relativa del Cl =

35 * 75 + 37 * 25 = 35.45 = ArCl 100

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Gua de ejercicios Nro. 3: Modelos Atmicos y estructura electrnica de los tomos1. Cul fu la experiencia fundamental que hizo rechazar el modelo atmico de Thompson? 2. Cules son las propiedades ms importantes de los rayos , y ? 3. Qu observ Rutherford al realizar su experiencia y a que conclusiones lleg? 4. Cul fu el modelo atmico propuesto por Rutherford? 5. Cul es la naturaleza de la luz? 6. Cmo se definen los parmetros que caracterizan una onda? 7. Qu es un espectro continuo? Qu es un espectro de lneas? 8. Qu es un cuanto? 9. Cul es el significado para el electrn de un tomo estar en el estado fundamental? 10. Cul es el Modelo Atmico Actual? 11. Qu es un orbital? 12. Qu es la configuracin electrnica de un tomo? Cmo se obtiene? 13. Qu diferencias existe entre las rbitas del modelo atmico de Bohr y los orbitales del Modelo actual? 14. Qu significan los nmeros cunticos? 15. Qu dice el principio de exclusin de Paul? 16. Qu dice el principio de mxima multiplicidad de Hund? Existe una forma de nombrar la configuracin electrnica, y es reemplazar l ltimo nivel completo de un tomo por el gas noble inmediatamente ante, y esto encerrado en corchete:Captulo: Gua de ejercicios Nro. 3: Modelos Atmicos y estructura electrnica de los tomos

K (Z = 19) 1s22s22p63s23p64s2El ltimo nivel completo lo reemplazamos por el gas noble que se encuentre antes del Potasio, que sera el Argn, y me quedara as:

[Ar] 4s217. La configuracin electrnica de un elemento neutro es 1s22s22p63s1. Conociendo esta informacin es posible determinar: a) El nmero atmico del elemento. b) La masa atmica del elemento. c) El nmero de niveles energticos principales. d) El nmero msico del elemento. 18. Los nmeros atmicos de los elementos P y Mn son 15 y 25, respectivamente. a) Escribe la configuracin electrnica de cada uno de ellos. B) Indica los nmeros cunticos que correspondan a los electrones situados, en cada caso, en los orbitales ms externos.

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19. Dadas las siguientes configuraciones electrnicas:

A: 1s22s22p63s23p4 B: 1s22s2 C: 1s22s22p6Indicar razonadamente: i) El grupo y el perodo en los que se hallan A, B y C ii) Los iones ms estables que formarn A, B y C 20. Indica la configuracin electrnica de los tomos de los elementos A, B y C cuyos nmeros atmicos son, respectivamente, 13,17 y 20. Escribe la configuracin electrnica del ion ms estable de cada uno de ellos. Ordena dichos iones por orden creciente de sus radios 21. Cuatro elementos diferentes A, B, C y D tienen nmeros atmicos 6, 9, 13 y 19, respectivamente. Se desea saber, sin necesidad de identificarlos: a) La configuracin electrnica y el nmero de electrones de valencia de cada uno de ellos b) El orden de menor a mayor segn su electronegatividad c) La frmula de los compuestos resultantes al combinarse B con cada uno de los restantes elementos y el tipo de enlace que formarn. 22. Dados los elementos A, B y C, de nmeros atmicos 9,19 y 35, respectivamente:Captulo: Gua de ejercicios Nro. 3: Modelos Atmicos y estructura electrnica de los tomos

a) Escribe la estructura electrnica de esos elementos b) determina grupo y perodo al que pertenecen c) ordnalos en orden creciente de su electronegatividad. 23. Un elemento da un anin divalente, posee 25 electrones y 27 neutrones. Indicar: a) El nmero msico y el nmero atmico del elemento. b) Si uno de sus istopos posee dos unidades de masa ms, cuntos neutrones poseer y con cul de los siguientes elementos ser isbaro:E1: A = 55; Z = 25 E2: A = 50; Z = 24 E3: A = 51; Z = 23

24. El tomo neutro de un elemento gana un electrn. El in resultante posee 18 electrones y su ncleo contiene 18 neutrones. Con estos datos calcular: a) Nro. Atmico del elemento b) Nro. Msico. c) El in formado es catin anin, cual ser el signo y la magnitud de su carga? 25. Indicar para cada una de las siguientes afirmaciones si es vlida o no justificando su respuesta: a) Los istopos son tomos que tienen igual nmero de neutrones. b) Si dos tomos tienen igual nmero de masa, son istopos.12

c) 6 y 6 forman un par de istopos. d) El nmero de masa es suficiente par conocer la estructura nuclear. e) Dos istopos tienen igual numero de masa, pero distinto nmero atmico. 26. Por qu los rayos catdicos de todas las muestras de gases son idnticos? 27. Indica la contribucin de Rutherford a la comprensin de la naturaleza del tomo 28. Determina el nmero de protones, neutrones y electrones que existe en un tomoProf. Diego Amato

C

13

C

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29. Escribe la composicin de un tomo de cada uno de los istopos del magnesio: , 30. Qu evidencia apoya el concepto de que los electrones son partculas? 31. Qu evidencia apoya el concepto de que los electrones se comportan como ondas?

,

32. Cuntos nmeros cunticos se requieren para especificar un solo orbital atmico? Cules son? 33. De qu manera restringe el valor de n a los posibles valores del nmero cuntico secundario? 34. Cmo se representan con letras los valores l = 1, 2, 3 y 4. 35. Indica los valores de n y l para los siguientes subniveles: a) 2s; b) 3d; c) 4p; d) 5s; e) 4f. 36. En un tomo cuntos electrones pueden tener el n = 5? 37. En qu se parecen los orbitales 1s y 2s de un tomo? En qu difieren? 3 6. En qu se parecen los orbitales 2px y 2py de un tomo? En qu difieren? Abundancia Isotpica 1) Calcular las masas atmicas relativas de los elementos que se indican a continuacin, segn la abundancia natural de sus istopos:a) b) c) d) e)10

B 20.0%; 11B 80.0% 28 Si 92.2%; 29Si 4.7%; 30Si 3.1% 32 S 95.0%; 33S 0.75%; 34S 4.20%; 36S 0.05% 25 Mg 10.11%; 26Mg 11.29%; 24Mg 78.60% 6 Li 7.5%; 7Li 92.5% Resp.: a)10.8; b)28.1; c)32.09; d)24.33; e)6.93

2) La masa atmica relativa del carbono es 12.011, estando formado fundamentalmente por 12C y 13C. Cul es el porcentaje de abundancia de cada istopo?Resp.: 12C 98.9%; 13C 1.1%

3) El cobre natural est formado por os istopos, 63Cu y 65Cu. Cul es el porcentaje de cada uno, si su masa atmica relativa es de 63.54?Resp.: 65Cu 27.0%; 63Cu 73.0%

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1) Completar el siguiente cuadro:Smbolo Ca Ne 29 64 30 Mn P Ag Na 47 11 55 15 35 30 16 61 12 Z 20 10 A Nro. De Nro. De Nro. De Protones Electrones Neutrones 20 10

2) El elemento magnesio tiene tres istopos: 24Mg (masa = 23.9924 uma; abundancia 78.70%), 25Mg (masa = 24.9938 uma; abundancia 10.13 %), 26Mg (masa = 25.9898 uma; abundancia 11.17 %). Calcule la masa atmica promedio del magnesio.Resp.: MAP Mg = 24.317 uma Captulo: Gua de ejercicios Nro. 3: Modelos Atmicos y estructura electrnica de los tomos

3) La mezcla isotpica natural del silicio elemental (MAP = 28,086 uma) est formada por un istopo preponderante (92,28% de abundancia isotpica, MA = 27,985 uma) y cantidades pequeas de otros 2 istopos cuyas masas son 28,99 y 29,98 uma y sus abundancias isotpicas x e y respectivamente. Calcule x e y.Resp.: x = 5.36 %; y = 2.36 %

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Completar el siguiente cuadroElemento Smbolo Z P+ en A Tipo Cant. De carGrupo de ion gas

Aluminio Be Bi Calcio C Fluor Plata U Magnesio Boro O Br Sr2+ S2Estroncio Ag+ Cd2+ Xenn Hg FKr Cesio Nitrgeno Cl Fe Potasio Cu2+

13 4 83 20 6 9 47 92 12 5 8 35 38 18 38 47 41 54 80 9 36 55 7 17 26

14 9 126 20 12 10 61 146 24 5 16 45 88 16 49 108 93 75 201 10 84 133 7 35 30 20 39 63 25 31

No

0

Anin

monovalenteCaptulo: Gua de ejercicios Nro. 3: Modelos Atmicos y estructura electrnica de los tomos

Anin

divalente

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Catin

trivalente

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Gua Terica Nro. 4: Magnitudes atmico - molecularesContenidoConcepto de mol Masa molecular relativa Masa molar En la parte de magnitudes atmico-moleculares son fundamentales cuatro conceptos bsicos que debes asegurarte de tener claros antes de intentar resolver los problemas: masa atmica, masa molecular, mol y masa molar. Masa atmica: La masa atmica es lo que antes se llamaba peso atmico. Es la masa (en promedio) de un tomo de un elemento determinado. La unidad en que comnmente se mide es la unidad de masa atmica, que veremos a continuacin. Conocs la diferencia entre peso y masa? Por qu es ms correcto hablar de masa atmica y no de peso atmico? En el tema Composicin Atmica, se vio que no todos los tomos del mismo elemento tienen la misma masa (istopos). La masa de un tomo o de una molcula, al ser extremadamente pequeas no conviene medirlas en las unidades de masa que estamos acostumbrados a manejar (habitualmente el gramo) y por eso se cre una unidad de masa que se denomina unidad de masa atmica o, abreviando, uma. Su smbolo es u, y su relacin con el gramo es: -24

1 u = 1,661 10

g.

En el ao 1961, se tom como unidad patrn la doceava parte de la masa del istopo del tomo de 12C, crendose de esta manera la unidad de masa atmica. En realidad, lo que aparece como masa atmica relativa o simplemente como masa atmica y que se encuentra en todas las Tablas Peridicas es la masa atmica en umas; lo que sucede es que la creacin de la unidad es muy posterior.Captulo: Gua Terica Nro. 4: Magnitudes atmico - moleculares

Antes de la creacin de la unidad era verdaderamente relativa y no tena unidades. Por una cuestin de costumbre en muchos textos se sigue nombrando como masa atmica relativa, o como peso atmico. Adems, debemos aclarar que en realidad no es la masa de un tomo en particular, sino que es un promedio de la masa de los distintos istopos que se encuentran en la naturaleza, que tienen una abundancia determinada. Es importante que sepas que la masa atmica que aparece en las Tablas Peridicas est en umas; aunque, como cualquier masa, puede expresarse en otras unidades. La masa atmica es un nmero fraccionario, cul es la razn ? El nmero msico puede ser fraccionario? Masa molecular: Lo mismo que en el caso de la masa atmica es la masa promedio de una molcula (o frmula emprica); y la unidad en que resulta ms prctico medirla es en la unidad de masa atmica. Si conocemos la frmula qumica de una sustancia y tomando como datos conocidos las masas atmicas, podemos calcular la masa de una molcula o de su frmula emprica muy fcilmente, y as obtenemos la masa molecular.

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Conociendo que 1 u = 1,661 10 -24 g y que la uma se define como la masa de un istopo de carbono doce dividido doce, 1 u = C12/12, o sea que un tomo de carbono doce tiene una masa de exactamente doce umas, podemos calcular cuntos tomos de C12 hay en una masa de exactamente 12 g de C12

Ese nmero de tomos debe resultarte conocido, es el nmero o constante de Avogadro. Y no solamente ser el nmero de tomos de C12 que hay en exactamente 12 g de C12, sino que, para cualquier elemento, cuando se tome una masa que expresada en gramos coincida numricamente con su masa atmica en umas, tendremos la misma cantidad de tomos de ese elemento. A ese nmero (constante de Avogadro) de partculas (molculas, unidades de frmula mnima, tomos, iones, etc.) se lo denomina un mol.

Mol: Es la unidad de cantidad de sustancia y es una cantidad tal de sustancia que contiene un nmero de Avogadro de partculas elementales de las que estemos hablando. En qumica la cantidad de sustancia no se mide en masa sino en moles, estamos contando molculas con la diferencia de que en lugar de contarlas de una en una, lo cual sera tener nmeros tremendamente grandes y complicados para manejar, las medimos tomando como unidad la constante de Avogadro. En definitiva, no es ms que un nmero y es lo mismo que cuando contamos por docenas. Todos saben que una docena son doce unidades, ahora debern saber que un mol son 6,02 1023 unidades de lo que estemos hablando. Y lo mismo que cuando hablamos de una docena debemos decir una docena de que, cuando hablemos de un mol deberemos decir si es un mol de molculas, de tomos, etc.

Masa Molar (M): teniendo claro lo anterior es evidente que la masa molar es la masa deun mol. La masa molar del agua ser, por lo tanto, la masa de un mol de molculas de agua, o sea 18 g, o la masa de un mol de cloruro de sodio (NaCl) es la masa de un mol de unidades de frmula mnima, o sea, 58,5 g. Observ que en este ltimo caso no aclaramos un mol de qu, es simplemente porque en el caso de una sustancia que no forma molculas sera demasiado largo, y se da por obvio. Debemos aclarar que cuando nos referimos a tomos es ms claro decir masa de un mol de tomos. Por ejemplo, la masa de un mol de tomos de oxgeno es 16 g, pero la M del oxgeno es 32 g, porque es la masa de un mol de molculas de oxgeno La masa molecular y la masa molar son conceptos totalmente diferentes; aunque, para la misma sustancia, cuando la primera se expresa en umas y la segunda en gramos tienen el mismo nmero. Pods aclarar estos conceptos Si se toman 100 g de H2O (1 molc. m = 18 u) y 100 g de CO2 (1 molc. m = 44 u) Se tienen la misma cantidad de molculas de H2O que de CO2? De cul sustancia hay ms molculas?

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Si no pudiste encontrar una respuesta pensalo con el siguiente ejemplo: Si se toman 500 g de aceitunas (de 5 g c/u) y 500 g de manzanas (de 100 g c/u), se tienen la misma cantidad de aceitunas que de manzanas? De cul hay ms? Teniendo claros estos conceptos, y con un poco de prctica para saber encontrar las relaciones que se necesitan, se puede resolver cualquier problema de magnitudes atmico- moleculares. Una relacin que muchas veces cuesta encontrar, es la relacin entre tomos y molculas. Por ejemplo: la frmula del trixido de azufre es SO3, eso significa que una molcula de SO3 tiene un tomo de azufre y tres de oxgeno que se encuentran unidos. Si se pregunta cuntos tomos de oxgeno, o cuntos moles de tomos de oxgeno hay en 25 g de SO3; se necesita conocer esa relacin, y est dada por la frmula:

Si en 1 molcula de SO3 ............. hay en 5 molculas de SO3 ....................... hay

3 tomos de O 3 x 5 tomos de O

Siempre habr tres veces ms tomos de oxgeno que molculas, cualquiera sea el nmero de molculas que tomemos. Si tomamos un nmero de Avogadro de molculas: en 6,02. 1023 molculas de SO3 hay 3 x 6,02. 1023 tomos de O Pero y 6,02. 1023 molculas de SO3 es un mol de molculas, y 6,02. 1023 tomos de O es un mol de tomos de oxgeno, entonces: en un mol de molculas de SO3 hay 3 moles de tomos de O La relacin es la misma, porque se est multiplicando por el mismo nmero, y est dada por la frmula. Si en una molcula hay 3 tomos, en un mol de molculas hay tres moles de tomos. Calcul ahora cuntos moles de tomos de oxgeno y cuntos tomos de oxgeno hay en 25,0 g de SO3

Relaciones entre las molculas y los tomos que la forman

132 u.m.a2 moles de N 214=28 g de N 26,0231023 tomos de N 1 mol de (NH4)2SO4 132 g de (NH4)2SO4 8 moles de H 81=8 g de H

6,0231023 molculas de 86,0231023 tomos de H (NH4)2SO4 1 mol de S 132=32 g de S 6,0231023 tomos de S

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14 2 = 28 u.m.a. de N 8 = 8 u.m.a. de H 1 (NH 4 ) 2 SO 4 = 132 = 32 u.m.a. de S 4 = 64 u.m.a. de O 16

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Gua de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atmico - moleculares1. Dos moles de oxgeno (O2 tienen 1,2041024 molculas, cuntos tomos tendrn dos moles de mercurio (Hg)? a. 1,204-1024 c. 2,408-1023 b. 6,022-1023 d. 3,011-1023 2. 1,5 moles de CO2, cuntas molculas son? a. 9,0331023 b. 6,0221023 c. 3,0111023 d. Ninguna de las cantidades indicadas

3. Completar: a. 1 mol de tomos de azufre contiene tomos y pesa ..gramos. b. 1 mol de molculas de agua contiene.molculas y pesa ..gramos. c. 1 mol de N2 contiene molculas, pesa gramos y ocupa, medidos en CNPT ..litros. 4. Cuntos gramos pesarn 5 moles de tomos de azufre? 5. Cuntos tomos habr en medio mol de tomos de azufre? 6. Cuntos gramos pesarn 12,04 1023 tomos de azufre? 7. Cuntos gramos pesar un tomo de azufre? 8. Qu se entiende por masa atmica absoluta? 9. Calcular la masa atmica absoluta del O 10. Cul de las afirmaciones es correcta si nos encontramos en condiciones normales de presin y temperatura? a. 1 mol de N2 tiene el mismo volumen que 1 mol de Hg b. 1 mol de Cl2 tiene el mismo volumen que 1 mol de H2O c. Ninguna de las afirmaciones es correcta d. 1 mol de N2 tiene el mismo volumen que 1 mol de Cl2 e. 1 mol de Hg tiene el mismo volumen que 1 mol de H2O 11. Indicar la proposicin correcta justificando. a. Si tenemos idnticas cantidades de un slido y de un lquido, ambos ocuparn el mismo volumen en las mismas condiciones de presin y temperatura. b. Si tenemos idnticas cantidades de dos slidos, ambos ocuparn el mismo volumen en las mismas condiciones de presin y temperatura c. Si tenemos idnticas cantidades de un slido y de un gas, ambos ocuparn el mismo volumen en las mismas condiciones de presin y temperatura.Captulo: Gua de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atmico - moleculares

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12. Qu valores de presin y temperatura corresponden a los valores normales, CNPT? 13. Cuntas molculas habr en 2 moles de N2? 14. A cuntos moles corresponden 80 gramos de N2? 15. Qu volumen medido en CNPT ocupan 12,04 1023 molculas de N2? 16. Cuntos gramos de N2 estarn contenidos en 200 litros del gas medido en CNPT? 17. Cunto pesa una molcula de N2? 18. Qu se entiende por masa molecular absoluta? 19. Calcular la masa molecular absoluta del H2O 20. Cul es la masa de dos moles de cinc? Ar Zn = 65.38Rta.:130.8g

21. Un mol de molculas de cloro gaseoso, que estn formadas por dos tomos de cloro cada una, tiene una masa de 71,0 gramos. Cul es la masa de un tomo de cloro?Rta.:5.9010-23g

22. Comparar el nmero de tomos presentes en 20,1 g de nen y en 4,0 g de helio.Rta.: igual cantidad

23. Calcular el nmero de tomos en: a. 36 g de carbono-12 b. 4 g de magnesio-24 c. 532 g de cesio-137 24. Cul es la masa de: a. 6,02. 1023 tomos de oxgeno b. 6,02. 1023 molculas de oxgeno c. 0,2 moles de helioRta.: a) 16g b) 32g c)0.8g

Rta.: a) 1.8 1024 b) 1.0 1023 c) 2.3 1024

25. Cuntos gramos de cada uno de los elementos constituyentes estn contenidos en un mol de a. CH4 b. Fe2O3 c. Ca3P2 d. SiO2

Rta.:a) C 12g H 4g b) Fe 112g O 48g c) Ca 120g P 62g d) Si 28g O32g e) a) C 6.02 1023 H 2.41 1024 b) Fe 1.20 1024 O 1.81 1024 c) Ca 1.81 1024 P 1.20 1024 d) Si 6.02 1023 O 1.20 1024

26. Cuntos moles de tomos estn contenidos en a. 32,7 g Zn b. 7,09 g Cl c. 95,4 g Cu d. 4,31 g FeRta.: a) 0.500 b) 0.200 c) 1.50 d) 0.0772

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27. Calcular las masas molares de: e. BaSO4 (sulfato de bario)* f. MgCl2 (cloruro de magnesio)* g. CO2 (dixido de carbono) h. NH4NO3 (nitrato de amonio)*

Rta.: a) 233 g/mol b) 95.3 g/mol c) 44 g/mol d) 80 g/mol

28. Calcular la masa molar del hidrxido de sodio (NaOH). Cuntos moles hay contenidos en 73 g de esa sustancia?Rta.: a) 40 g/mol b) 1.8 g/mol

29. Cuntos moles hay en 103 g de cido sulfrico (H2SO4)? Cuntos tomos de cada uno de los elementos estn contenidos en esa cantidad de compuesto?Rta.: a) 1.05 mol: H: 1.26 1024 ; S: 6.32 1023 ; O: 2.53 1024

30. Cuntos tomos de C, H y O hay en 360 g de glucosa C6H12O6 y cuntos moles de dichos tomos estn presentes?Rta.: C: 7.22 1024 tomos H: 1.45 1025 tomos O: 7.22 1024 tomos C: 12 mol de tomos H: 24 mol de tomos O: 12 mol de tomos

31. Para prevenir las caries, a menudo se agrega a las pastas dentfricas como ingrediente fluoruro de sodio. La composicin porcentual de una pasta indica que tiene 3,20% de ese compuesto. a. Indicar la composicin porcentual de dicho compuesto. b. Indicar la masa de flor en la pasta, si el envase contiene 190 g de producto.Rta.: a) Na: 54.8% F: 45.2% b) 2.75g

32. Cuntas molculas hay en 2 cm de agua?. La densidad del agua es 1 g/cm3. 33. Cuntos cm3 de etanol deben medirse en una probeta, para tener 0,5 moles de etanol?. La densidad del etanol es 0,789 g/cm3. 34. Cuntos tomos de hidrgeno hay en 3 moles de H2? 35. Un frasco de laboratorio contiene 100 g de carbonato de sodio (Na2CO3). Cuntos tomos de sodio, de carbono y de oxgeno hay en el frasco? 36. En 6 cm3 de etanol, Cuntos gramos hay? Cuntos moles?. Cuntas molculas? Cuntos tomos de carbono? Cuntos tomos de oxgeno? Cuntos tomos de hidrgeno? La densidad del etanol es 789 kg/m3. 37. La frmula molecular del cido acetilsaliclico (el principio activo de la aspirina) es C9H8O4 . Calcula el nmero de tomos de carbono que forman las molculas existentes en un comprimido de cido acetilsaliclico de 0,5 g. 38. Dos moles de trixido de azufre (SO3): Cuntas molculas contienen? Cuntos tomos de azufre? Cuntos tomos de oxgeno? 39. Dos moles de cido fosfrico (H3PO4) contienen: a. moles de tomos de hidrgeno. b. moles de tomos de oxgeno. c. moles de tomos de fsforo.Captulo: Gua de ejercicios Nro. 4: Magnitudes atmico - moleculares

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Gua Terica Nro. 5: NomenclaturaLa nomenclatura qumica es la manera de llamar a los compuestos qumicos de una forma lgica y a la vez universal. Y se nombran segn el nmero o estado de oxidacin (EOx) del elemento. Tenemos 3 formas de nomenclatura:1. Clsica o tradicional: 1 EOx 2 EOx ico oso - ico 3 EOx 4 EOx hipo...oso - oso - ico hipo...oso - oso ico - per...ico

Ejemplos: brico, fosforoso, hipobromoso, perbrmico.

2.

Stock o IUPAC: Se nombra el elemento e indicamos al final la valencia entre parntesis en nmeros romanos.

Ejemplos: Oxido de bario (II), hidruro de cromo (IV).3. Sistemtica: Usaremos prefijos para identificar el EOx 1 2 3 4 Mono Di Tri Tetra 5 6 7 8 Penta Hexa Hepta Octo 9 10 Enca Deca

Ejemplos: Monxido de disodio , pentaxido de dibromo.

Compuestos binariosI. xidos bsicos y cidos: Los xidos cidos son la combinacin de un no metal y el oxgeno, y los xidos bsicos de un metal con el oxgeno. Ba2O2 BaO Oxido brico, xido de bario (II), monxido de bario.

Hay que simplificar si se puede (para simplificar se divide los EOx de los elementos por 2 tanta veces como podamos, no simplificaremos si uno de ellos es impar.) Cr2O6 II. Hidruros1. Hidruros metlicos

CrO3

Oxido crmico, xido de cromo (VI), trixido de cromo.

Metal + Hidrgeno: Son los compuestos que resultan de la combinacin del hidrgeno con un metal. Se nombran usando las tres nomenclaturas. AlH3 hidruro de aluminio (III) y trihidruro de aluminio2. Hidruros no metlicos:

Hay de dos clases, los no metales de los grupos VI y VII de la tabla peridica y los de los grupos III; IV, V. El hidrgeno actuar con su EOx positiva (+1).

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Captulo: Gua Terica Nro. 5: Nomenclatura

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E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen QUMICA 3. Hidruros de la clase VI y VII

Elemento (del grupo VI y VII) + hidrgeno: Intercambiamos EOx y nombramos de dos formas a. (Elemento)-uro + hidrgeno b. Acido + (elemento)-hdrico H2Te HCl Selenuro de hidrgeno o cido selenhdrico Cloruro de hidrgeno o cido clorhdrico.

4. Hidruros de la clase III , IV y V

Hidrgeno + elemento (del grupo III, IV y V) Intercambiamos EOx y nombramos de dos formas Con un nombre ya asignado (siempre usaremos esta nomenclatura). CH4 SiH4 BH3 NH3 PH3 AsH3 SbH3 metano o Tetrahidruro de carbono silario o Tetrahidruro de sicilio borano o Trihidruro de bario amoniaco o Trihidruro de nitrgeno fosfina o Trihidruro de fsforo arsina o Trihidruro de arsnico estibina o Trihidruro de antimonio

5. Combinacin entre metal y no metal

Combinacin entre un metal y un no metal (sales de cidos e hidrcidos). El metal acta con EOx + y el no metal con EOx -. Se nombran haciendo acabar la raz del no metal en -uro y a continuacin el nombre del elemento especificando su EOx de la forma sistemtica. El metal se escribe a la izquierda. LiCl Cloruro de litio NiBr2 Bromuro de nquel (II) CuS Sulfuro cprico6. Combinacin entre un no metal y un no metal

El no metal ms electronegativo (el situado ms a la derecha y ms arriba en la tabla perodica) acta con EOx negativa y el otro acta con EOx positiva. Se nombran haciendo acabar en -uro la raz del no metal ms electronegativo, y a continuacin el nombre del otro elemento especificando con prefijos numerales (sistemtica) el EOx de cada elemento. Se formula situando el elemento ms electronegativo a la derecha. PCl3 Tricloruro de fsforo7. Perxidos

Elemento + oxgeno: Son los compuestos que resultan de la combinacin del grupo perxido ("O2, -2") con el hidrgeno o un metal. En estos compuestos el oxgeno tiene EOx -1 por tanto el grupo perxido, en conjunto tiene estado de oxidacin -2. Se nombran como perxido de ... y a continuacin el nombre del elemento correspondiente. Intercambiaremos la carga negativa del oxgeno con la del elemento, poniendo el EOx en positiva. Ca (+II) - O2(-II) Ca2(O2)2 CaO2 Perxido de calcio. Simplificaremos siempre que el compuesto tengan valencias superior a 2 H (+I) - O2,(-II) H2O2 (No simplificamos ms) Perxido de hidrgeno (pero le llamaremos "agua oxigenada " ya que es una excepcin).Prof. Diego Amato

Captulo: Gua Terica Nro. 5: Nomenclatura

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Compuestos ternarios1. Hidrxidos

Elemento + oxgeno + hidrgeno: El elemento acta con EOx positiva; el hidrgeno con (+I) y el Oxigeno (-II). Se nombra usando la nomenclatura sistemtica. Se formula intercambiando los EOx y poniendo entre parntesis al oxgeno y al hidrgeno. Ca(OH)2 Dihidrxido de calcio

2. Oxocidos

EO + H2O (elemento ms oxgeno ms una molcula de agua) H2EO2 Hidrgeno, elemento y oxgeno. El elemento ser un no metal o un elemento de transicin, se formula poniendo el hidrgeno delante seguido del elemento y el ltimo el oxgeno (HEO), y se nombra de tres formas: S2O6 SO3 + H2O H2SO4 cido sulfrico, tetraoxosulfato de hidrgeno, Sulfato (VI) de hidrgeno (Siempre simplificaremos si podemos) Para averiguar el EOx del elemento, multiplicamos el EOx del oxgeno por la atomicidad y le restaremos el resultado de multiplicar el EOx del hidrgeno por la atomicidad. H2SO4 4 x 2 = 8 luego restamos 8 2 = 63. Oxocidos polihidratados

El azufre acta con EOx (VI)

EO + ms una o varias molculas de agua Meta B Si P As Sb

H2EO2 Orto 3 H2O 2 H2O 3 H2O

Hidrgeno, elemento y oxgeno.

1H2O

Es la unin de un elemento de la

guia teorica - practica quimica 2012

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