Unidad 2: Fase 2 - Trabajo Cuantificación y Relación en la Composición de la Materia.
Estudiantes amaris !"re# Estrada cod $%$$&'() *ilmer +emus Moreno Cód: (.($,.',&.$
Tutor +eonardo aimes
Uni/ersidad 0acional 1bierta 1 istancia-Unad Escuela e Ciencias 13r4colas5 !ecuarias el Medio 1mbienteEcapma !ro3rama: 6ootecnia 7u4mica *eneral 8ca9a 2(% Etapa . 1
A. Cada estudiante elegirá dos problemas de concentración de los cuales uno de unidades unidades Físicas Físicas y otro de Unidades Unidades Químicas. Químicas. Dándole Dándole solución solución y mostrando los resultados. Unidades F4sicas: Problemas F4sicas: Problemas de concentración. Tabla (: Etapa (: Etapa I. Eercicio !"# de concentraciones Físicas. 0ombre del estudiante DA$A%I& PE%E' E&(%ADA Enunciado del problema ". )a concentración má*ima permitida de $ercurio en $ariscos +rescos es de ,- ppm. /Cuántos miligramos de $ercurio contiene "0,, gramos de $ariscos si se encuentra con el límite permitido1 ;olución. DA(2&3 ,-ppm $g $ercurio contiene "0,,gr de mariscos1 ".,,,.,,,g4444444444444,-g "0,,g4444444444444444*5 6 7 "0,,g 8,-g 7 ,-,,,9 gramos ".,,,.,,, "gr44444444444444444",,,mg ,-,,,944444444 * 6 7 ,-,,,9g8",,,mg 7 "g 5,-9mg Contiene ,-9mg de $ercurio los "0,, gr de mariscos. m ariscos.
2
Tabla $: Etapa $: Etapa I. Eercicio !:# de concentraciones Físicas. 0ombre del estudiante ;2<= A)E6A=DE% 2&2%I2 CA&(I))A Enunciado del problema :. Calcule la concentración en >p?p de una solución @ue se prepara con la mecla de "B: gramos de licerina !C:<92:# con :00 gramos de agua ! P?P 5 "B:?,,8",, 5 B-G>
Tabla ,: Etapa ,: Etapa I. Eercicio !# de concentraciones Físicas. 0ombre del estudiante ilmer )emus $oreno Enunciado del problema . /Cuál es el porcentae en peso a peso de una solución @ue se preparó meclando gramos de Fructosa con ", gramos de agua1 ;olución. Peso del soluto 5 gramos Peso del disolente 5 ", gramos !peso de ,.", litros de agua# Peso de la disolución 5 ", 5 "G, gramos < en peso 5 !peso de soluto ? peso de disolución# H ",, 5 ! ? "G,# H ",, 5 $,5$< Tabla =: Etapa =: Etapa I. Eercicio !# de concentraciones Físicas. 0ombre del estudiante aren Andrea Janegas Enunciado del problema . /Cuál es el peso de =a2< @ue Kay @ue disoler con su+iciente agua Kasta completar :, ml de solución al ,.L> m?1 ;olución.
3
m =0.9 V
ml solucion solucion=350 ml
[ 0.9 ][ 350 ml ] 100
m gde NaOH NaOH = ∗100 350 ml v
aOH =3.15 gNaOH = g de NaOH
Comprobación m 3.15 g m = ∗100=0.9 v 350 ml v
Unidades 7u4micas: Problemas 7u4micas: Problemas de concentración. Tabla ): Etapa ): Etapa I. Eercicio !"# de concentraciones Químicas. 0ombre del estudiante DA$A%I& PE%E' E&(%ADA Enunciado del problema ". /Cuál es la $olaridad !$# de una solución de olumen 0, $l @ue contiene ":- gramos de I1 ;olución. Moduro Moduro de potasio
n5
masadel compues compuesto to masamolecular ( m )
( m) 5 !#5:L- !I#5"BG
( m ) KI 5 :L"BG5"Ggr?mol.
$asa del soluto !I#5 ":.gr Jolumen Jolumen de la solución50,ml. $olaridad! $#5
numeromolesdel soluto volumende volumende la solució solución n
n5
I $5
$5
moles moles del soluto soluto 750 ml 0,081 mol 750 ml
$5,.,,,",9$ 4
165 gr / mol 13.5 gr
¿
¿
n5,-,9"mol
Tabla ': Etapa ': Etapa I. Eercicio !:# de concentraciones Químicas. 0ombre del estudiante Enunciado del problema :. /Cuál es la =ormalidad de una solución donde se disolió :9-: gramos de
5
Tabla &: Etapa &: Etapa I. Eercicio !# de concentraciones Químicas. 0ombre del estudiante ilmer )emus $oreno Enunciado del problema . /Cuántos gramos de Al!2<#: se necesitan para preparar ,, ml de una solución ,-" =1 ;olución. N =0.1
0.1
eq − g Al ( OH ) 3 L
N =
¿ eq − g∗soluto ( n−1 ) x 2 L solucion
V =500 ml = 0.5 L
eq − g Al ( OH ) 3 [ 0.5 L ] =0.05 eq − g Al ( OH ) 3 L
mol Al (OH ) 3 ⇾ tiene 3 eq − g Al (OH ) 3 porque porque tieneo tiene o puede liberar 3 [ OH ] 1 mol
0.05 eq − g Al ( OH ) 3
mol Al ( OH ) 3 78.0036 g Al ( OH ) 3 1 mol 3 eq − g Al ( OH ) 3
1 mol Al ( OH ) 3
Pesomolecula Peso molecularAl rAl ( OH ) 3=78.0036 g /mol
6
=1.39 g Al ( OH ) 3 Rta
. Cada estudiante entrara al siguiente simulador y Agregara una sola cantidad de Permanganato de Potasio !soluto# en moles- manteniendo el olumen de
Consultado el B, de =oiembre del B,"G y disponible en línea3 >ttps:??p>et.colorado.edu?sims?>tml?molarity?latest?molarity@en .>tml Tabla ((: Etapa ((: Etapa I. $olaridad del Permanganato de Potasio. Nombre del Estudiante
1.Damaris Pérez Estrada 2. 3.John Alexander Osorio
.ilmer )emus $oreno 5.
Volumen H2O (solvente) Litros 0,500 0,500 0,500 0,500 0,500
"
Moles de soluto KMnO4(Soluto)
0,000 0,223 0,35 0,"01 1,000
Molaridad
0,000 0,500 ! 1.402 !
Etapa . 1. !ropiedades !ropiedades Coli3ati/a Coli3ati/ass de las ;oluciones ;oluciones El grupo realiara el siguiente eercicio3 Calcul Calc ular ar la temp temper erat atur uraa de ebul ebullic lició ión n de una una solu soluci ción ón @ue @ue se prep prepar aró ó meclando BB-0G gramos de sacarosa !C"B
$asa de soluto 5 BB-0G g de sacarosa !C"B
Constante ebullición del agua =0,52 ºCKg/mol Molaridad (m) = n!soluto#? masa !solente#g
X= 0.7k agua
Calcular:
- Calcular Calcular la masa molar !$ g?mol# de la sacarosa !C"B
n & soluto soluto % masa& solvente solvente %kg
n& soluto soluto %
22."6 g =
342 g $ mol
=
0,066molesde sa#arosa
Calcular la molaridad de la solución m !moles de soluto?g de solente# m'
0,066 mol 0," kg & solvente%
=
0,0(4mol $ kg
O Calcular RT b con la ecuación3 R(eb 5eb m R(eb5ascenso del punto de ebullición.
eb5constante molar- de la eleación del punto de ebullicion. $5molaridad. Jalor de eb5,-BNCmolal R(eb 5eb m R(eb 5,-BNCmol?Sg8,-,Lmol?Sg 5,-,9NC (emperatura de la solución. R(eb5(eb !ebullicion#O(Neb!solucion del solente puro# se Kace el despee de la (N de la solución. (eb5(NeR(e
5",,NC,.,9NC (eb5",,-,9NC (eb5",,-,9NC (N solución.
(
Tabla (2: Etapa (2: Etapa II. Propiedades Coligatias. 0ombre de los estudiantes Aue participaron en el desarrollo Estudiante (. Estudiante 2. Est Estudiante ante $. 8B0 1+E10ER 8;8R8 C1;T+ T++1 Estudiante ,. Estudiante =. ;olución. Mol al i dad=mol s ol ut o/ Kgs ol v ent e mol =ma mas a/ Mm Mm =342g / mol mo l=22 . 7 6g /3 42g/ mo l mo l=0 . 0 67 mo l al i d ad=0 . 0 67mo mo l/0 . 7 00Kg m =0. 0957mol / Kg ∆t e=m xKe ∆t e=0. 0957mol / Kgx0. 52º CxKg/ mol ∆t e=0. 0497º C Te=100º C+∆t e T e=1 00+0 . 4 9 7=1 0 0. 0 49 7º C
10
Tabla (2: Etapa (2: Etapa II. Propiedades Coligatias. 0ombre de los estudiantes Aue participaron en el desarrollo Estudiante (. Estudiante 2. Estudiante $. Estudiante ,. ilmer )emus $oreno Estudiante =. ;olución.
∆ t = K e m = K e
ns m disolven disolvente te ( Kg )
!C"B
⇾
∆ t =0.51
⇾
! " − Kg ∗22.76 g mol =0.1 462 g / mol 0.25 Kg
)a temperatura de ebullición de una solución será3 100 ! " + 0.1 ! " =100.1 ! "
11
Etapa A. Cada Cada estudi estudiant antee elige elige una de las siguie siguiente ntess reaccio reacciones nes y e*pres e*presaa la constante de e@uilibrio3 Tabla ($: Etapa ($: Etapa III. Eercicio !"# Constante de e@uilibrio. 0ombre del estudiante (
Damaris Pre Estrada Reacción =B2!g# =2B !g# Constante de eAuilibrio
N2O4( g )
2 NO2( g)
Ke 7 TNO2
¿2
TN2O4] .
Tabla (=: Etapa (=: Etapa III. Eercicio !:# Constante de e@uilibrio. 0ombre del estudiante $ Reacción
12
H 2 ( g ) + I 2 ( g )
B
2
HI ¿ ¿
¿ ¿ K" = ¿
Tabla (): Etapa (): Etapa III. Eercicio !# Constante de e@uilibrio. 0ombre del estudiante ,
ilmer )emus $oreno Reacción PCl !g# PCl: !g# ClB !g# Constante de eAuilibrio
"PCl !g#
"PCl: !g# "ClB !g#
. Considera Considerarr en grupo y desarrollar desarrollar el siguiente siguiente eercicio3 eercicio3 Para Pa ra una una solu soluci ción ón de ácid ácido o act actic ico o- C<:C22<- ,." $ @ue tiene un porcentae de disociación del "-:>. Calcular su constante de disociación. Tabla (': Etapa (': Etapa III. Eercicio constante de Disociación. 0ombre de los estudiantes Aue participaron en el desarrollo Estudiante (. 1M1R; !ERE6 E; E;TR11 Estudiante 2. Estudiante $. 13
Estudiante ,. Estudiante =. ;olución. CH 3CH
CH 3C- ! H !
K a = TCH 3C- * T H! TCH 3CH
$oles?) disociadas 5 moles?) iniciales * " d# $ ",, $oles?) disociadas 5 ,-" * " %,3 5 ,-,,": ",, " mol?) de ácido actico disociado- produce " mol?) de iones acetato y " mol?) de Kidrogeniones !,.,,": producen ,.,,":#. " mol?) de ácido actico disociado- produce " mol?) de iones acetato y " mol?) de Kidrogeniones !,.,,": producen ,.,,":#. )as moles de ácido actico sin disociar serán las moles iniciales !,."# menos las disociadas !,.,,":#3 TC<:C22< 5 ,." V ,.,,":W ,.,,": ( 0.0013 )( 0.0013 )
a5
( 0.1
0.0013 )
1. x 10
T<5 ,.,,":W 5
Tabla (': Etapa (': Etapa III. Eercicio constante de Disociación. 14
TC<:C22O 5
0ombre de los estudiantes Aue participaron en el desarrollo Estudiante (. Estudiante 2. Est Estudiante ante $. 8B0 1+E10ER 8;8R8 C1;T+ T++1 Estudiante ,. Estudiante =. ;olución. ❑
CH3COOH+H2O
#
CH3COO-+H3O+
"onstan "onstante te de Acideso Acideso $isociac $isociacion ion Ka =¿ [CH3COO-] eq[H3O+]-e
[CH3COOH]eq CO=o.1M
Porcentaje de disociacion
CH3COOH+H2O Inicio
Equii!rio
CO
CO [1-"] [#.1][1-#.#13] [#.1][#.$%&] #.#$%&M
❑ #
___
___
%=
1.3 100
= 0.013
CH3COO-+H3O+ O
CO ["]
[#.1][#.#13] 1.3'1# -3M
O
CO ["] [#.1][#.#13] 1.3'1# -3M
(a = [1.3'1#- 3M] [1.3'1# -3M] _____________________ _____________________________ ________ = 1.&12'1# -) [#.#$%& M] Ka= 1.712*10-5 Constante de disociación de Ácido Acético
15
Tabla (': Etapa (': Etapa III. Eercicio constante de Disociación. 0ombre de los estudiantes Aue participaron en el desarrollo Estudiante (. Damaris Pre Estrada Estudiante 2. Estudiante $. ;oKn Ale*ander 2sorio Castilla Estudiante ,. ilmer )emus $oreno Estudiante =. ;olución. ❑ C<:C22<
C<:C22<
❑ #
"-0 * ",
O
C25o."$
%=
1.3
C<:C22O<:2
Inicio C2 444 2 2 444 E@uilibrio C2 T"OX C2 TX T,."T"O,.,": T,."T,.,": T,."T,.L90 ".:8",O:$ ,.,L90$
C2 TX T,."T,.,": ".:8",O:$
a 5 T".:8",O:$ T".:8",O:$ 444444444444444444444444444 44444444444444444444444444444 44 5 ".0"B8",O T,.,L90 $ a5 ".0"B8",O Constante de disociación de Ycido Actico 16
100
= 0.013
Pa 5 Olog a 5Olog T".0"B8",O Pa5 .0G %esultado e*tra
FASE IV
A. Cada estudiante estudiante entrar entrara a al siguiente simulado simuladorr y escogerá una $ecla$ecla- y realiara el eercicio en grupo completando el siguiente Cuadro.
Consultado el B, de =oiembre del B,"G y disponible en línea3 Kttps3??pKet.colorado.edu?sims?Ktml?pKOscaleObasics?latest?pKOscaleO basics4en.Ktml
Tabla (&: Etapa (&: Etapa IJ. IJ. Eercicio Escala de p<. 1"
Nombre del Es Estudiante
Me!la " #H #H
1.Damaris Pérez Estrada
!)*+
2.
Volumen de A$ua(L) 0 ,5 0
0 ,5 0
3.John Alexander Osorio
Orane J-i#e
0 ,5 0
4. ilmer
hi#/en o-
0,5 0
)emus $oreno
5.
0 ,5 0
Volumen adi!ionado%#H re$istrado V
#H
V
#H
V
#H
0 ,0 1 0, 0 1 0, 0 1 0 ,0 1 0, 0 1
6.(
0,0 5 0,0 5 0,0 5 0,0 5 0,0 5
6.( 2
0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0
6.5
5,1 4 6. 6
4,5 6 6.6 0
4,2( 6.41
. Cada estudiante estudiante elegirá elegirá un problema problema de cálculo de p< y lo resolerá resolerá !mostrar cálculos#. Tabla 2: Etapa 2: Etapa IJ. Eercicio !"# Cálculo de d e p<. 0ombre del estudiante ( Damaris Pre Estrada Enunciado del problema ". Calcular el p< y el p2< de una de una solución de < B&2 ,-,B: $. ;olución. Ycido sul+Zrico. P<5 OlogT
+ ¿¿
H
p<5OlogT,.,B: p<5".G: para Kallar el P2< p2<5 O log T2
P2<52.,:0
Tabla 22: Etapa 22: Etapa IJ. Eercicio !:# Cálculo de d e p<. 1
0ombre del estudiante $ ;2<= A)E6A=DE% 2&2%I2 CA&(I))A Enunciado del problema :. Calcul Calcular ar el p< de una disoluc disolución ión ,-," $ de un acido acido acetico acetico con a5 O "-0 * ", . ;olución. O "-0 * ", 5 T 6 T 6 T ,-," $ O6 "-0 * ",O T ,-,"$ V 6 5
−b ' √ b2− 4 ac
2=0
& − &
"-0 * ",O $ O "-0 * ",O C
2
&
2a
a
−1,75 x 10 −¿5 ¿2− 4 (−1 ) (1,75 & 10−7) ¿ −5 x =−[−1,75 x 10 ] ' √ ¿ x =( 1,75 & 10
−5
− ) ' 8,368430259 & 10 10
& 1=−4,27171513 & 10 10
4
−4
& 2=4,09671513 & 10−
4
Ka=¿ [CH COO-] [H O+] 3 eq 3
[CH3COOH]eq "H 3 "OO−¿
¿ & =¿
H 3 O + ¿ ¿ & =¿ #*#1M- =
[CH3COOH]eq = [ #*##$)$#32%,%&] #*##$)$#32%,%&] + PH = -1#$ [H3O ]
PH= -1#$
[ 4,09671513 & 10−4 ] PH=
3.3$ 1(
= 3*3$
C. Tabla 2$: Etapa 2$: Etapa IJ. Eercicio !# Cálculo de d e p<. 0ombre del estudiante , ilmer )emus $oreno Enunciado del problema . Calcular el p< de una disolución @ue se preparó con " gramos de 2< Kasta disoler a B-G )itros con < B2. ;olución.
20
Peso $olecular <2<5 G.",G g?mol K+][ OH] 2<5[ 1 mol mol KOH KOH
mol KOH KOH =0.267 mol
15 gKOH 56.1056 g KOH
mol KOH KOH l solucio solucion n ( = 0.267 mol =0.103 m ¿ 2.6 L nmoles ( =
¿
P<5Olog T< P2<5 OlogT2
2< 5 T T2
Tabla 2,: Etapa 2,: Etapa IJ. Eercicio !# Cálculo de d e p<. 0ombre del estudiante = Enunciado del problema . Calcular el p< de una disolución ,-," $ de Kidró*ido de sodio =a2<. ;olución. El Na OHe su naba s ef u er t eas íq ues edi s o c i apo rc o mp mp l e t o :Na OH>Na ++OH OHL ac o nc e nt r a c i ó nd e[ Na OH] OH = [ Na +] =[ OH] =0 . 0 1M ( p or q ues ed i s o c i ap orc o mp mp l e t o ) p OH=-l OH o g[ OH]=l o g0 . 0 1=2 pH=14-pOH pH=14-2 pH=12
21
REFERE0TE; DD+8*RFC8; &e debe re+erenciar todas las páginas- libros- artículos @ue se consulten para el desarrollo de la actiidad- recuerden utiliar las normas APA para ello. Eemplo de cómo re+erenciar consultas de páginas [eb. =ormas APA consultado el día 0 de septiembre del B,"G. Disponible
en línea en3 Kttp3??[[[.bidi.uam.m*?inde*.pKp1 option5com4content\ie[5article\id5GB3citarOrecursosOelectronicosO normasOapa\catid5:93comoOcitarOrecursos\Itemid5G]B ambin es de ayuda el siguiente )inS3 (ambin Kttp3??[[[.ca.itesm.m*?biblioteca?pagina4con4+ormato4ersion4oct?apa.Ktm •
•
U=IJE%&IDAD =ACI2=A) AIE%(A M A DI&(A=CIA DI&(A=CIA V U=AD- B,"0. uía entorno de Conocimiento @uímica general- contenida didáctica del curso @uímica general. Kttp3??[[[.eKu.eus?biomoleculas?agua?coligatias.Ktm Kttp3??bibliotecairtual.unad.edu.co3B,00?lib?unadsp?reader.action1 ppg5L\docID5",0B0G\tm5"GL99:BGG
22
