CUESTIONARIO 6.1. Defina: ion, anión, catión, valencia número e o!iación, a"ente re#ctor, a"ente o!iante, o!iación, re#cción, meio acio, meio $%&ico.
a) Ion: se define al ion ion o ión como un átomo o molécula que perdió su neutralidad eléctrica por que ha ganado o perdido electrones de su dotación, originalmente neutra, fenómeno que se conoce como ionización. Los iones cargados negativamente, producidos por la ganancia de electrones, se conocen como aniones y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes. ) !atión: "on los iones positivos, es decir, decir, son átomos con una deficiencia de electrones en los oritales más e#ternos. Los elementos que normalmente presentan mayor facilidad para ionizarse para ionizarse positivamente, es decir, los elementos que normalmente tienden a perder electrones son los metales, aunque tamién se da esta cualidad en los no metales y en los elementos. $l tama%o de los cationes es menor que el de los átomos neutros y de los aniones deido a su pérdida de electrones de su capa más e#terna. c) &nión: $n los iones negativos, aniones, cada electrón, del átomo originalmente neutro, está fuertemente retenido por la carga positiva del n'cleo. &l contrario que los otros electrones del átomo, en los iones negativos, el electrón adicional no está vinculado al n'cleo por fuerzas de !oulom, lo está por la polarización del átomo neutro. (eido al corto rango de esta interacción, los iones negativos no presentan series de yderg. *n átomo de yderg es un átomo e#citado con uno o más electrones que tienen un n'mero cuántico principal muy elevado. d) +alencia: $s el n'mero de electrones que tiene un elemento en su 'ltimo nivel de energa, son los que pone en -uego durante una reacción qumica o para estalecer un enlace con otro elemento. ay elementos con más de una valencia, por ello se reemplaza a este concepto con el de n'meros de o#idación que a fin de cuentas representa lo mismo. e) /umero de o#idación ."e denomina as a la carga carga que se le asigna a un átomo cuando los enlaces se distriuyen en ciertas reglas aritrarias que son: 0electrones compartidos por átomos idénticos 0Los electrones compartidos de diferente electronegatividad se asignan al más electronegativo. f) &gente o#idante: $s la especie qumica que un proceso redo# acepta electrones y, por tanto, se educe en dicho proceso. 1or e-emplo, cuando se hacen reaccionar cloro $lemental con calcio: !a2 3 !l4 52)000006 !a!l4 $l cloro es el agente o#idante puesto que, gana electrones y su carga o n'mero de 7#idación pasa de 2 a 89. $sto se puede escriir como: 4e03!l4 52) 0006 4!l80 $n resumen: &gente o#idante: ana electrones y (ism inuye su n'mero de o#idación g) &gente reductor: $s la especie qumica que un proceso redo# pierde electrones y, por tanto, se o#ida en dicho proceso 5aumenta su n'mero de o#idación). 1or e-emplo, cuando se hacen reaccionar cloro elemental con calcio: !a52) 3 !l452) 006!a!l4
$l calcio es el agente reductor puesto que pierde electrones y su carga o n'mero de o#idación pasa de 2 a 43. $sto se puede escriir como: !a2 006!a43 3 4e0 $n resumen: &gente reductor ; 1ierde electrones y &umenta su n'mero de o#idación h) educción .1roceso mediante el cual lo átomos o iones ganan electrones i)
7#idación .1roceso mediante el cual los átomos o iones pierden electrones
-)
) en el otro lado pones el dole de que de aguas que has puesto. ?) igualas las cargas 5alance de electro neutralidad).
@) ) en el otro lado pones el dole de 7 que de aguas has agregado. ?) haces el alance de electro neutralidad.
'.(.) *encione la& ra+one& or la& c#ale& &e recomiena con&ervar al"#na& &ol#cione& en fra&co& o&c#ro& 0 1ara que no haya ninguna clase de derrame 0 1ara poder separarlos correctamente 0 1ara evitar el contacto con el humano y cuidar su salud 0(eido a que algunos compuestos sufren reacciones de descomposición o interacción con el solvente en presencia de luz 01ara permanecer constante el compuesto la mayor cantidad del tiempo posile 01ara evitar de que asoran energa fotovoltaica que causara una o#idación '.-.)e&cri$a la& ec#acione& #/mica& el roce&o e ro#cción ara el %cio &#lfúrico, #rea, %cio n/trico 0 fo&fato e amonio. La otención del ácido sulf'rico se realiza a partir del "7 4, éste se o#ida a "7= y luego se otiene ácido sulf'rico por reacción con el agua. $n la actualidad hay dos variantes para la otención del trió#ido de azufre 5proceso lento), denominadas el método de contacto y el método de las cámaras de plomo. $l primero es más caro pero produce ácido sulf'rico muy concentrado 5A?B) y de elevada pureza. $l segundo es más económico, tiene mayor capacidad de producción, pero el ácido sulf'rico otenido es de menor concentración 5C2B) y de menor pureza. $n amos métodos, se parte del dió#ido de azufre previamente otenido 5a partir de la tostación de la pirita) y se o#ida a trió#ido de azufre utilizando un catalizador. $l método de contacto necesita un trió#ido de azufre muy puro para no envenenar el catalizador que suele ser arsénico u ó#ido de hierro, y es por esta razón por lo que resulta más caro. $l trió#ido de azufre otenido, se enfra y se hace pasar por una torre de asorción donde se comina con ácido sulf'rico concentrado formándose el ácido pirosulf'rico: 4"7> 3 "7=
.4"47C
que luego se descompone por acción del agua seg'n la reacción: 4"47C 3 47
4 4"7>
/o es conveniente mezclar directamente el trió#ido de azufre sore agua para otener el ácido sulf'rico seg'n la reacción: "7= 3 47
.4"7>
porque en dicha reacción se desprende muchsima energa, haciendo que la mayor parte del trió#ido de azufre se volatilice sin reaccionar para formar el ácido sulf'rico. $ste es un esquema muy simplificado del método para otener ácido sulf'rico a escala industrial:
1ara la produccion de urea: La materia prima ivolucradas: el amoniaco 5/=) y el dió#ido de carono 5!74), para formar un compuesto intermedio, el cual es el que va a producir la urea.
'..) 23or #4 la ma0or arte e lo& &ólio& &e i&#elven en a"#a meiante roce&o& enot4rmico&5 La razón tal los procesos pueden ocurrir que es que la endotermicidad puede pesarse más por el aumento en el desorden del soluto durante el proceso de disolución. Las partculas del soluto son favoralemente disueltas del cristal sólido, y son lires de moverse al azar sore en las soluciones lquidas. Igualmente, el grado de desorden en los aumentos solventes como la solución se forma, porque las moléculas solventes están entonces en un amiente más aleatorio. $llos se rodean por un la mezcla de solvente y partculas del soluto. '.')calc#le la normalia e #na i&ol#ción e %cio &#lfúrico,&i 7m8 e la mi&ma reacción e!actamente con 7,-6 " e car$onato e &oio.
'.. Un a#tomóvil imortao tiene #n tan#e e "a&olina con caacia e - 8. El octano 9C1;, #no e lo& con&tit#0ente& rinciale& e la "a&olina tiene #na en&ia e 7.< "r=ml 2>#4 ma&a e monó!io e car$ono &er% emitio a la atmo&fera or la com$#&tión incomleta el contenio el octano #ro5 93.A.: C?1(@ O?16@ ?1;
CUESTIONARIO 1.) Nom$re lo& com#e&to& 0 e&cri$a $alanceaa&: a; la& ec#acione& molec#lare& $; la& ec#acione& iónica& totale& 0 c; la& ec#acione& iónica& neta& e la& reaccione& #e oc#rren entre lo& &i"#iente& are& %cio&)$%&ico&: 4!7= 3 "r 57)4 D "r!7 = 3 447
a)
38
04
34
08
34
04
3 5!7=) 3 "r 3 57) D"r 3 5!7=) 3 47 38
08
3 57) D 47 b)
4"7> 3 Ea57)4 D Ea"7> 3 47
38
04
34
08
34
04
3 5"7>) 3 Ea 3 57) D Ea 3 5 "7>) 3 47 38
08
3 57) D 47 c)
=17> 3 !a57)4 D !a=517>)4 3 47
38
3 5 17>) 38
0=
34
08
34
0=
3 !a 3 57) D !a 3 5 17>) 3 47
08
3 57) D 47
(.) Nom$re lo& com#e&to& 0 e&cri$a $alanceaa&: a; la& ec#acione& molec#lare& $; la& ec#acione& iónica& totale& c; la& ec#acione& iónica& neta& e la& reaccione& #e oc#rren entre lo& &i"#iente& are& acio)$%&ico& a) !l7> 3/a7D /a!l7> 3 42 38
08
38
08
38
08
3 5!l7>) 3 /a 3 57) D /a 3 5!l7>) 3 47 38
08
3 57) D 47 ) !l 3 Fe 57.) 4DFe!l4 3 47 38
08
04
08
04
08
3!l 3Fe 3 57) D Fe 3 !l 3 4 7 38
08
3 57) D 4 7
-.) E&cri$a la ec#ación mol4c#la, iónica total, iónica neta e la formación e caa #na e la& &ale&, meiante la reacción acio $%&ica aec#aa: a) G!l ) !a 5!l7>)4 !a57)4 3 4 !L7> ; 4 47 3 !a5!L7>)4 c) /a/7= /7= 3 /a73800000006 /a/7= 33847 08 38 08 383/7= 308/a 3 57) 00000 /a 3 /7= 347 357) 00000 47 d) &l 5!4=74)= e) nitrato amónico /= 3 /7= 000000000000/>/7= 38 /= 3 38 3/7= 00000000 /> 3 /7= /= 3 000000/> f) sulfato de sodio
.) E&cri$a la& fórm#la& e la& $a&e& con#"aa& e lo& &i"#iente& %cio&: a) /74 H 5/74)08 ) 4"7> H 5"7>)04 c) 4" H 5")04 08 d) !/ H 5!/) 08 e) !77 H5!77)
'.) E&cri$a la& fórm#la& e la& $a&e& con#"aa& e caa #na e la& &i"#iente& $a&e&: 08 a) !7= H5!7=) 08 ) " H" c) !7=H!7=)
6.)2>#4 e& la con&tante el ro#cto iónico el a"#a5 $s un hecho conocido que el agua pura no es totalmente aislante, conduce déilmente la electricidad. $s un electrolito muy déil ya que se encuentra ligeramente disociada en sus iones. 47 3 47
0
7 3 =7
3
&nimación de la auto ionización del a gu a $l agua act'a, seg'n la teora de ErJnsted0LoKry, como ácido y como ase, es una sustancia anfótera. La constante Ga para la ionización del agua se puede escriir:
!omo sólo una peque%sima parte de las moléculas de agua están ionizadas, la concentración de agua 47M. puede considerarse constante y engloarse en Gc, la nueva constante se denomina producto iónico del agua B.
$#perimentalmente se puede calcular el valor de GK que es:
$ste valor no es e#clusivo del agua, se mantiene para todas las disoluciones acuosas. $n el agua pura la =73M y la 7 0M son iguales, por lo tanto:
3
$n una disolución de un ácido la = 7 M será mayor que en el agua pura, puesto 3 que un ácido liera protones. $n las disoluciones ásicas la = 7 M será menor que en el agua pura, puesto que una ase capta protones: 3 0C (isoluciones ácidas =7 M 6 82 molNL (isoluciones neutras =73M ; 820C molNL
<.) E&cri$a la fórm#la e c#atro %cio& f#erte&, c#atro %cio& 4$ile&, c#atro $a&e& f#erte& 0 c#atro $a&e& 4$ile& ACIDOS cio& F#erte& Nom$re Form#la Ocido !l> perclórico Ocido sulf'rico Ocido clorh,drico Poduro de hidrogeno
cio& D4$ile& Nom$re Form#la Ocido 4!7= carónico
4"7>
Ocido sulf'rico
.4"
.!l
Ocido hipo romoso &cido nitroso
Er7
.I
/74
ASES a&e& F#erte& a&e& D4$ile& Nom$re Form#la Nom$re Form#la idró#ido de /a7 .idró#ido />7 de sodio amonio idró#ido de G7 idracina /4.> potasio idró#ido de !a7 amoniaco /.= calcio idró#ido de piridina "57)4 !??/ estroncio
.) 2>#4 cantia e NaO en "ramo& &e nece&ita ara rearar '6 ml e #na i&ol#ción con 17 5 0log 5<) ; > < ; 82 elevado a la 0> < ; masa N 5peso atómico) 5volumen) 1eso atómico /a7 ; >2 582)Q0> ; masa N 5>2) 52.?>R) # >2 # 2.?>R
G.) Calc#le la concentración e ione& H e #na i&ol#ción 7.6( * e NaO /a7 000000000 /a3 3 70 1or lo tanto: !oncentración de /a3 ; 2,R4< !oncentración de 70 ; 2,R4 < (el 70 puedes sacar el p7, del p7 el 1 y del p la concentración de 3. p7 ; 0log 52,R4) ; 2,42 p ; 8> 0 p7 ; 8> 0 2,4 ; 8=, !oncentración 3 ; antilog50p) ; 8,? S 82
17.) Calc#le el e #na i&ol#ción 7.<6 * BO G7 00000006 G3 3 70 2 < 000000006 2,2RC< 3 2,2RC< p7 ; 0log2,2RCM p7 ; 8,8C !omo saemos: p 3 p7 ; pGK p 3 p7 ; 8> p ; 8> 0 p7. p. ; 8> 0 8,8C p ; 84,= 11.) Calc#le el e #na i&ol#ción (.!17) * a9O;( 17 ; 0 log T 3 5 0 log 8 $#p 0 T ) 17 ; 0Log 4. 350 log 8 $#p 0 >) 17 ; >.= 1 3 17 ; 8> 1 ; 8> 0 >.= 1 ; A.C 1(.) Una &ol#ción e&conocia tiene #na concentración e -OH e 6,7 ! 17)17 *, 2e&ta &ol#ción e& %cia, $%&ica, ne#tra5 3
#
=7 M ; 82 ; R,2 U82082 <
3
0A.4 ; log82= 7 M 3
p A.4 ; 0log=7 M "iendo p A.4 es una solución ásica
1-.) Una &ol#ción e&conocia tiene #n e , 2e&ta &ol#ción e& %cia, $%&ica, ne#tra5 "on ácidas las disoluciones con p menores que C. 1or lo tanto si tiene p > será ácida.
