TRABAJO Unidad 2: Fase 3 - Trabajo Cuantificación y Relación en la Composición de la Materia.
Estudiantes JUAN SEBASTIÁN SEPÚLVEDA MORENO YURELY FIERRO LOAIZA GISSELLE MAGALLY CANO JORGE LUIS CAPERA
Grupo del curso 201102_163
Presentado a July Alexandra Hernández
FECHA 30 de octubre de 2017 1
Etapa I. A. Cada estudiante elegirá dos problemas de concentración de los cuales uno de unidades Físicas y otro otro de Unidades Químicas. Dándole solución y mostrando los resultados. Unidades Físicas: Problemas Físicas: Problemas de concentración. Tabla 1: Etapa 1: Etapa I. Ejercicio (1) de concentraciones Físicas. Nombre del estudiante JUAN SEBASTIAN SEPULVEDA MORENO Enunciado del problema Cuantos gramos de cloruro de sodio están presentes en una bolsa de suero Fisiológico que especifica en la etiqueta una concentración de 0,9 %p/v y un volumen de 250 mL. Solución. masa de soluto = 0,9% * 250 mililitros / 100 = 2,25g Respuesta: 2,25 g
Tabla 2: Etapa 2: Etapa I. Ejercicio (2) de concentraciones Físicas. Nombre del estudiante JORGE LUIS CAPERA Enunciado del problema Una botella de Aguardiente especifica un contenido alcohólico del 13,5 %v/v. ¿Qué cantidad de etanol se presenta en la bebida si la botella es de 700 mL? Solución. %v/v = v soluto * 100 / v solución v soluto = %v/v * v solución / 100 v soluto = 13,5 mL* 700 Ml / 100 v soluto = 94,5 Ml de estanol
Tabla 3: Etapa 3: Etapa I. Ejercicio (3) de concentraciones Físicas. 2
Nombre del estudiante Enunciado del problema Que volumen de etanol debemos disolver en 100 mL de agua para tener una solución al 70,0 %v/v. (considere los volúmenes aditivos) Solución.
Tabla 4: Etapa I. Ejercicio (4) de concentraciones Físicas. Nombre del estudiante GISSELLE MAGALLY CANO Enunciado del problema ¿Cuál es el porcentaje en peso a peso de una solución que se preparó mezclando 50 gramos de cloruro de sodio con 500 gramos de agua? Solución.
100 % / = Masa solvente 50 100 % / = 100g % / = 10 Tabla 5: Etapa I. Ejercicio (5) de concentraciones Físicas. Nombre del estudiante Yurely Fierro Loaiza Enunciado del problema ¿Cuál es el %p/p de bicarbonato de sodio, si mezclamos 2,6 gramos con 100 gramos de agua? Solución.
)100 %/=( ó 2,6 )100 %/=(102,6 3
%/ = 2,5 % El %p/p de bicarbonato de sodio es de 2,5%
Unidades Químicas: Problemas de concentración. Tabla 6: Etapa I. Ejercicio (1) de concentraciones Químicas. Nombre del estudiante JUAN SEBASTIAN SEPULVEDA MORENO Enunciado del problema ¿Cuál es la Molaridad (M) de una solución de volumen 1200 mL que contiene 0,9 gramos de NaCl? Solución. Datos: Volumen (V) = 1200 ml = 1,2 L Masa (m) = 0,9 gr Molaridad (M) =? Masa molar (MM) de NaCl: Na = 23 Cl = 35 MM = 23 + 35 = 58 g/mol Resolvemos; Según la fórmula de molaridad, en donde: M = m / MM x V M = 0,9 g / 58g/mol x 1,2 L M = 0,9 g / 69,6 M = 0,012 mol / L La molaridad de la solución será igual a 0,012 mol/L
Tabla 7: Etapa I. Ejercicio (2) de concentraciones Químicas. 4
Nombre del estudiante JORGE LUIS CAPERA Enunciado del problema ¿Cuál es la Normalidad de una solución donde se disolvió 12,3 gramos de KOH en suficiente agua hasta completar 1120 mL de volumen? Solución. M(KOH) =12,3 Vsoluto =1129 m L N = masa soluto (g) / volumen de solución (L) 1120mL = 1,12L N = 12,3g / 1,12 L N = 10,98 N Tabla 8: Etapa I. Ejercicio (3) de concentraciones Químicas. Nombre del estudiante GISSELLE MAGALLY CANO Enunciado del problema ¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan para preparar 500 mL de una solución 0,1 N? Solución.
= 1 ∗ 16 = 16 = 1∗1=1 = 23 + 16 + 1 = 40 / Fórmula:
= ∗
Solución:
= 40∗0.5 0,1= 40∗0,5 =0,1∗40∗0,5 = 2 5
Tabla 9: Etapa I. Ejercicio (4) de concentraciones Químicas. Nombre del estudiante Enunciado del problema ¿Cuál es la Molaridad de una solución al mezclar 1,7 gramo de Ca(OH)2? Solución.
Tabla 10: Etapa I. Ejercicio (5) de concentraciones Químicas. Nombre del estudiante Yurely Fierro Loaiza Enunciado del problema Calcular la molaridad de 2,2 gramos de H3PO4 disueltos en un volumen de 1000 mL. Solución. Peso molecular (pm): 3 + 31 + 64 = 98 gr/mol H: 1 x 3 = 3 P: 31 O: 16 * 4 = 64
= = →0,022 = 982,2/ = → 0,0221 →0,022 La moralidad es de 0,022 mol/lit. B. Cada estudiante entrara al siguiente simulador y Agregara una sola cantidad de Sulfato de Cobre (soluto) en moles, manteniendo el volumen de H20 (Solvente) constante de la solución realizando el ejercicio en grupo 6
completando el siguiente Cuadro. Después el grupo en una gráfica mostrara la relación Molaridad Vs cantidad de soluto en Moles.
Consultado el 2 de Marzo del 2017 y disponible en línea: https://phet.colorado.edu/sims/html/molarity/latest/molarity_en .htmlTabla 11: Etapa I. Molaridad del Permanganato de Potasio.
Volumen H2O (solvente) Litros
Moles de soluto CuSO4(Soluto)
1.
0,800
0,000
2.Jorge Luis Capera
0,800
0,010
0,126
3. Juan Sebastián Sepúlveda M
0,800
0,200
0.250
4. Yurely Fierro Loaiza
0,800
0,830
1,036
5. Gisselle Magally Cano
0,800
1.000
1250 M
Nombre del Estudiante
Etapa II. A. Propiedades Coligativas de las Soluciones El grupo realizara el siguiente ejercicio: 7
Molaridad
Calcular la temperatura de ebullición de una solución que se preparó mezclando 15 gramos de sacarosa (C12H22O11) en 800 gramos de Agua (H2O). (Keb = 0,52 °C/m). Tabla 12: Etapa II. Propiedades Coligativas. Nombre de los estudiantes que participaron en el desarrollo Estudiante 1. Juan Sebastian Sepulveda Moreno Estudiante 2. Yurely Fierro Loaiza Estudiante 3. Estudiante 4. Estudiante 5. Jorge Luis Capera Solución. GISSELLE MAGALLY CANO
=
= = 15/342/ 0,8 = 0,043 0,8 =0,053 = 0,52 0/ 0,053 = 0,02756 0
Se calcula la molalidad (m) de la solución: Molalidad = mol soluto/Kg solvente Los moles de sacarosa que se tienen (masa molar: 342g/mol) Mol = 15g * (mol/342g) =0,0439mol Entonces, la molalidad resulta: m = 0,0439mol / 0,800Kg m = 0,0549 mol/Kg 8
La variación de temperatura de ebullición se calcula: ΔTe = m x Keb ΔTe = 0,0549 mol/Kg x 0.52 ºC. Kg/mol ΔTe = 0,0285 ºC
Por lo tanto la temperatura de ebullición es (sabiendo que la temperatura de ebullición del agua es 100°C): Te = 100 ºC + ΔTe
Te = 100 + 0,0285 = 100,0285 ºC
Etapa III A. Cada estudiante elige una de las siguientes reacciones y expresa la constante de equilibrio: Tabla 13: Etapa III. Ejercicio (1) Constante de equilibrio. Nombre del estudiante 1 Juan Sebastian Sepulveda Moreno Reacción N2(g) + 3H2(g) <—-> 2NH3(g) Constante de equilibrio
[ ] = [][] Tabla 14: Etapa III. Ejercicio (2) Constante de equilibrio. Nombre del estudiante 2 Reacción 4 HCl(g) + O2(g) <—->2 H2O(g) + 2 Cl2(g) Constante de equilibrio
9
Tabla 15: Etapa III. Ejercicio (3) Constante de equilibrio. Nombre del estudiante 3
GISSELLE MAGALLY CANO Reacción CH4(g) + H2O(g) <—-> CO(g) + 3H2(g) Constante de equilibrio
[ ] ∗ ] = [] ∗ [] 0,4 0,93 ∗ 1 [ ] ∗ ] 1 = [] ∗ [] = 0,6 0,1 = 18 1 ∗ 1 Tabla 16: Etapa III. Ejercicio (4) Constante de equilibrio. Nombre del estudiante 4 Reacción PCl5 (g) <—->PCl3 (g) + Cl2 (g) Constante de equilibrio
Tabla 17: Etapa III. Ejercicio (5) Constante de equilibrio. Nombre del estudiante 5 Yurely Fierro Loaiza Reacción NO(g) + Cl2(g) NOCl(g) Constante de equilibrio 10
+ → + [] [] = [][] [] = [][] B. Considerar en grupo y desarrollar el siguiente ejercicio: Cuál será la concentración de hidrogeniones en una solución 0.15 M de HCN, si su constante de disociación (Ka) es 4 x 10-10 Tabla 18: Etapa III. Ejercicio constante de Disociación. Nombre de los estudiantes que participaron en el desarrollo Estudiante 1. Juan Sebastián Sepúlveda Estudiante 2. Yurely Fierro Loaiza Estudiante 3. GISSELLE MAGALLY CANO Estudiante 4. Estudiante 5. Solución. Moles iniciales: 0,15 M HCN Moles en equilibrio: 0,15 – moles disociados Moles disociados HCN: x
↔+ ↔+ ] ∗ [] = [[] ∗ [] = [][0,15 ]
GISSELLE MAGALLY CANO 11
0,15 0 + 0,15
0 +
= = 2 − / 0,15 = / 0,15 = 4,0 − 10 = 0,15 − 4,0 10 = 7,75 10
FASE IV A. Cada estudiante entrara al siguiente simulador y escogerá una Mezcla y realizara el ejercicio en grupo completando el siguiente Cuadro.
12
Consultado el 20 de noviembre del 2016 y disponible en línea: https://phet.colorado.edu/sims/html/ph-scale-basics/latest/ph-scalebasics_en.html Tabla 19: Etapa IV. Ejercicio Escala de pH. Nombre del Estudiante
Mezcla y pH
1.Juan Sebastian Sepulveda 2. Gisselle Magally Cano
Orange Juic Café y su ph es acido
3. 4. Yurely Fierro Loaiza 5.Jorge Capera
Blood Soda Pop
Volumen adicionado/pH Volumen registrado de Agua(L) V pH V pH V pH 0,50 0,01 5.06 0,06 4.52 0,11 4.26 0,50
0,02 6,36 0,07 5,89 0,12 5,70
0,50 0,50 0,50
0,03 0,08 0,13 0,04 7,04 0,09 7,09 0,14 7,12 0,05 3,59 0,10 3,35 0,15 3,21
B. Cada estudiante elegirá un problema de cálculo de pH y lo resolverá (mostrar cálculos). Tabla 20: Etapa IV. Ejercicio (1) Cálculo de pH. Nombre del estudiante 1 GISSELLE MAGALLY CANO Enunciado del problema Calcular el pH y el pOH de una de una solución de HCl 0,01 M Solución.
= 0,01 = 10 − = 210 = 21 = 2 + ℎ = 14 2 + 12 = 14 : = =
Tabla 21: Etapa IV. Ejercicio (2) Cálculo de pH. Nombre del estudiante 2 Juan Sebastian Sepúlveda Moreno Enunciado del problema Calcular el pH de una solución que se prepara con 5 gramos de NaOH y se completa el volumen a 1200 mL. Solución. 13
Mm NaOH = 40 g/mol calcular mol mol = 5 g/ 40 g/mol mol = 0.125 2. convertir 1200 mL / 1000 = 1.2 L 3. calcula M = mol/V(L) M = 0.125 mol / 1.2 L M = 0.104 molar 4. calcula pOH
⁻
pOH = - log [OH ] pOH = - log ( 0.104) pOH = - ( -0.983) = 0.983 pOH + pH = 14 pH = 14 - 0.983 pH = 13.017
Tabla 22: Etapa IV. Ejercicio (3) Cálculo de pH. Nombre del estudiante 3 Enunciado del problema Calcular el pH de una disolución 0,1 N de amoníaco NH3 con Kb= 1,8 · 105. Solución. Al ser una base débil la reacción de disociación en equilibrio es:
14
NH3+ H2O <-> NH4+ + OHX 0,1 – X X + Kb=[NH4 ][OH ] /[NH3]= X2 / (0,1-X)1,8 10-5 Suponemos que x es la despreciable frente 0,5 entonces
X2 /0,1 =1,8 10-5 X2= 1,34 · 10-3 N
pOH = -log [OH -] pOH = -log [1,34x10 -3 ] = 2,87
pH= 14 - pOH= 14 - 2,87= 11,13ç
Tabla 23: Etapa IV. Ejercicio (4) Cálculo de pH. Nombre del estudiante 4 Enunciado del problema Que cantidad de KOH es necesario para preparar 300 mL de una solución c un pH de 10,5. Solución.
Tabla 24: Etapa IV. Ejercicio (5) Cálculo de pH. Nombre del estudiante 5 Yurely Fierro Loaiza Enunciado del problema Calcular el pH de una disolución 0,01 M de hidróxido de Potasio KOH. Solución. M= 0.01 Siendo KOH una base fuertes está se disocia completamente:, por tanto: 15
→+ 0,5 →0,5+0,5 Calcular pOH
⁻
pOH = - log [OH ] pOH = - log ( 0.01) pOH = - ( -2) = 2 pOH + pH = 14 pH = 14 - 2 pH = 12 El pH de la disolución de 0,01 M es de 12 ETAPA V. Actividades de Elaboración del proyecto. La proliferación de sustancias químicas en nuestro planeta hace que en el momento de manipular y almacenarlas debamos conocer sobre sus riesgos con el organismo y el medio ambiente, por lo cual mediante la estrategia basada en proyectos y el desarrollo de los conceptos en las etapas anteriores podremos llevarlos a un caso real. Para lo cual en esta etapa V, y continuando con el trabajo de la fase 1, cada integrante deberá responder los siguientes interrogantes sobre el compuesto escogido en la Etapa I y presentar una planificación de tareas para la identificación de una sustancia(cronograma). Tabla 25: Etapa V. Actividades de Elaboración del proyecto. Nombre del estudiante 1 Juan Sebastian sepulveda Moreno Enunciado del problema 1. ¿Determinar la concentración Molar de la molécula escogida en la Etapa I del trabajo de la fase 1. Identificación de la Estructura de la Materia y Nomenclatura, si el peso es 10 gramos en un volumen de solución de 1200 mL? Solución. Fe2o3 16
° = → .55.8 =7.18/ °= .16 10 ° = 71.8/ °=0.139 1 =1.2 = 1200 1000 = 0.139 1.2 =0.115/ Enunciado del problema 2. ¿Qué usos tiene en la industria la molécula? Solución. - Proveen el color de algunos de los vidrios calentándolos a ciertas temperaturas - Pigmenta cualquier tipo de cemento Enunciado del problema 3. ¿Cómo elaboro un cronograma de tareas necesarias para realizar una búsqueda usos del compuesto en la industria Alimentaria, Agrícola y Farmacéutica? Solución. 1. Determinar el tiempo de cada actividad 2. Recursos adecuados para cada actividad 3. Distribución de cada actividad 4. Revision constante por medio del cronograma de cada actividad.
17
Tabla 26: Etapa V. Actividades de Elaboración del proyecto. Nombre del estudiante 1 Yurely Fierro Loaiza Enunciado del problema 1. ¿Determinar la concentración Molar de la molécula escogida en la Etapa I del trabajo de la fase 1. Identificación de la Estructura de la Materia y Nomenclatura, si el peso es 10 gramos en un volumen de solución de 1200 mL? Solución. KCl = 10 gr Volumen: 1200 ml = 1,2 lit. Peso molecular: k=39,1 Cl: 35,4
° = = = 39,1+ 1035,4/ → 74,510/ = ,134 = 0.134 1.2 =0.111/
La Molaridad de 10 gramos de KCl es de 0,111 mol/lit. Enunciado del problema 2. ¿Qué usos tiene en la industria la molécula? 18
Solución. *En casos de hipopotasemia se utiliza como suplemento para mejorar el estado de salud en las personas. *Se utiliza como abono en el crecimiento de plantas. *Para hacer hidróxido de potasio que al igual que el hidróxido de sodio es muy utilizado actualmente. *También se utiliza en procesamiento de algunos alimentos. *Funciona como agente fundente del metal. Enunciado del problema 3. ¿Cómo elaboro un cronograma de tareas necesarias para realizar una búsqueda usos del compuesto en la industria Alimentaria, Agrícola y Farmacéutica? Solución. I. Identificación de ítem a desarrollar II. Búsqueda de fuentes de información en la red III. Lectura de información necesaria IV. Extracción de datos importantes y necesarios V. Resolución de cada ítem VI. Recopilación de bibliografía Tabla 27: Etapa V. Actividades de Elaboración del proyecto. Nombre del estudiante 3 GISSELLE MAGALLY CANO Enunciado del problema Nombre del estudiante 1 Enunciado del problema 1. ¿Determinar la concentración Molar de la molécula escogida en la Etapa I del trabajo de la fase 1. Identificación de la Estructura de la Materia y Nomenclatura, si el peso es 10 gramos en un volumen de solución de 1200 mL? Solución.
Enunciado del problema 2. ¿Qué usos tiene en la industria la molécula? Solución. 19
Enunciado del problema 3. ¿Cómo elaboro un cronograma de tareas necesarias para realizar una búsqueda usos del compuesto en la industria Alimentaria, Agrícola y Farmacéutica? Solución.
Tabla 28: Etapa V. Actividades de Elaboración del proyecto. Nombre del estudiante 1 Enunciado del problema 1. ¿Determinar la concentración Molar de la molécula escogida en la Etapa I del trabajo de la fase 1. Identificación de la Estructura de la Materia y Nomenclatura, si el peso es 10 gramos en un volumen de solución de 1200 mL? Solución.
Enunciado del problema 2. ¿Qué usos tiene en la industria la molécula? Solución. 20
Enunciado del problema 3. ¿Cómo elaboro un cronograma de tareas necesarias para realizar una búsqueda usos del compuesto en la industria Alimentaria, Agrícola y Farmacéutica? Solución.
Tabla 29: Etapa V. Actividades de Elaboración del proyecto. Nombre del estudiante 1 Enunciado del problema 1. ¿Determinar la concentración Molar de la molécula escogida en la Etapa I del trabajo de la fase 1. Identificación de la Estructura de la Materia y Nomenclatura, si el peso es 10 gramos en un volumen de solución de 1200 mL? Solución.
Enunciado del problema 2. ¿Qué usos tiene en la industria la molécula? 21
Solución.
Enunciado del problema 3. ¿Cómo elaboro un cronograma de tareas necesarias para realizar una búsqueda usos del compuesto en la industria Alimentaria, Agrícola y Farmacéutica? Solución.
REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS El Rincón del droguero. Droguería el barco. Cloruro de Potasio. Usos para salud, agricultura e industriales. (2016). https://www.drogueriaelbarco.com/blog/cloruro-potasio-usos-saludagricultura-e-industriales/ KHANACADEMY. La constante de equilibrio. 2016. https://es.khanacademy.org/science/chemistry/chemicalequilibrium/equilibrium-constant/a/the-equilibrium-constant-k 22
Todo es química. Reacciones irreversibles y reversibles. (2012). https://todoesquimica.blogia.com/2012/030503-reacciones-irreversibles-yreversibles.php Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Vicerrectoría Académica y de Investigación. Guía de actividades y rúbrica de evaluación. Química general. Fase III: Trabajo cuantificación y relación en la composición de la materia. file:///C:/Users/Roger%20Diaz/Downloads/Gu%C3%ADa%20de%20activid ades%20y%20r%C3%BAbrica%20de%20evaluaci%C3%B3n%20%20Fase%203%20%20Trabajo%20Cuantificaci%C3%B3n%20y%20Relaci%C3%B3n%20en% 20la%20Composici%C3%B3n%20de%20la%20Materia.pdf
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