S07- Tema: 1.4 Lenguaje y Medición de la materia LENGUAJE DE LA QUÍMICA H1. Identifica las principales funciones químicas inorgánicas inorgánicas Se conocen más de 19 millones de sustancias químicas. Cada una tiene un nombre y una estructura específica, por lo cual es necesario utilizar un método sistemático para llamar a cada sustancia (nomenclatura química). Los compuestos se pueden clasificar en dos grandes grupos: orgánicos e inorgánicos. El grupo que contiene átomos de carbono, se clasifican como sustancias químicas orgánicas (con algunas excepciones), el resto son sustancias químicas inorgánicas. Antes de iniciar con la nomenclatura nomenclatura de los compuestos compuestos químicos inorgánicos, hay que tener te ner p resente que estos se pueden clasificar de acuerdo con diferentes características: 1.4.1 CLASIFICACI CLASIFICACIÓN ÓN DE LOS COMPUESTOS INORGÁNICOS Por el número de elementos que lo constituyen: a) Compuestos binarios.- Formados por dos elementos, ejm.: Fe 2O3 , AgCl, etc. b) Compuestos ternarios.ternarios.- Formados por por tres elementos, elementos, ejm.: H 2CO3, Cu(NO3)2, K2SO4, etc. c) Compuestos poliatómicos.poliatómicos.- Formados Formados por más de tres elementos, ejm.: NaHCO 3, Mg(OH)Cl, KHSO 4, etc. De acuerdo a la función química que presentan: Una función química es un elemento o grupo de elementos que le proporcionan ciertas características químicas a un compuesto. Por ejemplo, los óxidos, son compuestos binarios que llevan siempre al elemento oxígeno, los hidróxidos que están constituidos por metal y la función hidroxilo (OH -), o los ácidos que se caracterizan porque en su composición llevan siempre hidrógeno, y se disocian en agua liberando iones H +. etc. En este curso, consideraremos para la química inorgánica, cuatro funciones y de acuerdo con estas, los compuestos se clasifican en: hidróxidos, óxido, sales y ácidos. Ejemplo: Formula Función Química Al(OH)3 Hidróxido Fe2O3 Oxido básico SO2 Oxido ácido NaCl Sal haloidea CaCO3 Sal oxisal H2SO4 Ácido oxácido oxácido HCl (ac) cido hidrácido De acuerdo con el tipo de enlace que presentan: Compuestos iónicos. Son aquellos formados por iones (enlace iónico) y generalmente son combinaciones de metales y no metales: NaCl, PbO 2, etc. Compuestos moleculares o covalentes. Son aquellos constituidos por moléculas (enlace covalente) y generalmente están compuestos por no metales: HCl, CO2, NH3, etc Ejemplo: ¿Qué función química presenta KCl? Solución:
Interpretación y representación: Identifica las pr incipales funciones químicas inorgánicas
La función química que presenta KCl es sal haloidea.
¡Ahora tú sólo! ¿Qué función química presenta CO?
H2: Aplica correctamente las reglas de nomenclatura para nombrar compuestos iónicos y moleculares (covalentes) de importancia industrial (óxidos, hidróxidos, sales y ácidos) Nomenclatura y formulación de compuestos iónicos Para escribir la fórmula y nombrar los compuestos iónicos debemos considerar que estos compuestos están formados por cationes y aniones Cationes (iones positivos) Aquellos que se forman a partir de átomos metálicos. Ejemplo: Na+ ión sodio Ca+2 ión calcio Fe+2 ión hierro (II) o ión ferr oso Aniones (iones negativos) (a) Aniones monoatómicos: Se forman a partir de no metales simples. Ejemplo: F-1 ión fluor uro
N-3
ión nitr uro
O-2 ión óxido
(b) Aniones poliatómicos (oxianiones): No metales combinados con oxígeno, cuyos nombres terminan en –ato o –ito, ejemplo: (NO3)-1
ión nitr ato
(SO4)-2
ión sulf ato
(NO2)-1
ión nitr ito
(SO3)-2
ión sulf ito
Algunos oxianiones emplean los prefijos hipo- o per-, como es el caso de los halógenos. Ejemplo: (Cl O)-1 ión hipoclor ito (ClO4)-1 ión per clor ato Compuestos iónicos Ten en cuenta que los compuestos iónicos son eléctricamente neutros, es decir, la carga positiva total debe ser igual a la carga negativa total. Una forma práctica para que se cumpla este principio es realizar un cruce de las cargas. De ser necesario se deberá simplificar los subíndices. Ejemplo:
Mg+2 ion magnesio magnesio
Cl-1 ion cloruro
MgCl2 Cloruro de
TABLA DE IONES (ANIONES Y CATIONES) IONES POSITIVOS (CATIONES)
IONES NEGATIVOS (ANIONES)
Aluminio Amonio Bario Cadmio Calcio
Al+3 (NH4)+1 Ba+2 Cd+2 Ca+2
Bicarbonato Bromuro Carbonato Carburo Cianuro
(HCO 3)-1 Br -1 (CO3)-2 C-2 (CN)-1
Cinc
Zn+2
Clorato
(Cl O3)-1
Cobalto (II), cobaltoso
Co+2
Clorito
(Cl O2)-1
Cobalto (III), cobaltico
Co+3
Cloruro
Cl -1
Cobre (I), cuproso Cobre (II), cúprico Cromo (II), cromoso Cromo (III), crómico Estaño (II), estannoso
Cu+1 Cu+2 Cr +2 Cr +3 Sn+2
Cromato Dicromato Floruro Fosfato Hidróxido
(CrO4)-2 (Cr 2O7)-2 F-1 (PO4)-3 (OH)-1
Estaño (IV), estánnico
Sn+4
Hipoclorito
(Cl O)-1
Hidruro Hierro (II),* ferroso
H-1 Fe+2
I-1 (HCO 3)-1
Hierro (III), férrico
Fe+3
Litio Magnesio Mercurio (I), mercurioso Mercurio (II), mercúrico
Li+1 Mg +2 Hg+1 Hg+2
Ioduro Ion bicarbonato Ion sulfato ácido, bisulfato Nitrato Nitrito Nitruro Óxido
Níquel (II) , niqueloso
Ni+2
Perclorato
(Cl O4)-1
Níquel (III), niquélico Oro (I), auroso Oro (III) , aurico Plata Platino (II), platinoso Platino (IV) , platínico Plomo (II) plumboso Plomo (IV) , plúmbico Potasio Sodio
Ni+3 Au+1 Au+3 Ag+1 Pt +2 Pt +4 Pb+2 Pb+4 K+1 Na+1
Periodato Permanganato Peróxido Silicato Sulfato Sulfito Sulfuro Tiocianato
(IO4)-1 (MnO 4)-1 O22(SiO4)-2 (SO4)-2 (SO3)-2 S-2 (SCN)-1
(HSO4)-1 (NO3)-1 (NO2)-1 N-3 O-2
Ejemplo: ¿Cuál es la formula de óxido de calcio y nitrato de zinc? Solución: Óxido de calcio: Ca+2 O-2 Ca2O2 CaO Nitrato de zinc: Zn+2 (NO3)-1 Zn1(NO3)2 Zn(NO3)2
¿Se simplifica los subíndices? ¿Cuándo?
Ten en cuenta que los compuestos iónicos son eléctricamente neutros, es decir, la carga positiva total debe ser igual a la carga negativa total. Recuerda: en un compuesto iónico, primero va el nombre del anión seguido del nombre del catión.
¡Ahora tú sólo! ¿Cuál es el nombre de Ca 3(PO4)2?
NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN DE COMPUESTOS MOLECULARES BINARIOS Los procedimientos que se siguen para dar nombre a los compuestos moleculares binarios son similares a los empleados para nombrar a los compuestos iónicos: 1. Por lo general se escribe primero el nombre del elemento que está más a la derecha y se añade la terminación URO excepto para el oxígeno que se le llama ÓXIDO se pone la palabra “DE” y el nombre del segundo elemento. 2. Se usan prefijos griegos para indicar la cantidad de átomos de cada elemento. El prefijo MONO solo se utiliza en el elemento de la derecha en caso de que no haya subíndices en la fórmula. Nunca se usa para el segundo elemento que se nombre.
Prefijo Mono Di Tri Tetra Penta Hexa Hepta
# átomos 1 2 3 4 5 6 7
Ejemplo: ¿Cuál es el nombre de Cl 2O y NF3? Solución: Cl2O óxido de dicloro NF3 trifluoruro de nitrógeno
¡Ahora tú sólo! ¿Cuál es el nombre de CO? ¿Cuál es la fórmula del trióxido de azufre?
NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN DE ÁCIDOS Los ácidos son una clase importante de compuestos que contienen hidrógeno y se designan de manera especial. Por ahora definiremos ácido como una sustancia que producen iones hidrógeno H + cuando se disuelven en agua. Identificamos un ácido cuando encontramos en la fórmula al hidrógeno, H, como primer elemento, por ejemplo: HCl (ac) y H2SO4. Los ácidos se nombran poniendo la palabra ÁCIDO seguido del nombre del anión (según la tabla de iones) pero haciendo los siguientes cambios: Se cambia la terminación URO por HÍDRICO Se cambia la terminación ATO por ICO
Se cambia la terminación ITO por OSO Ejemplos: ¿Cuál es la formula del acido clorhídrico, acido sulfuroso y acido sulfúrico? Solución:
H+ íon hidrogeno H+ íon hidrogeno H+ íon hidrogeno
Clíon clor uro SO3íon sulf ito SO4íon sulf ato
HCl(ac) ácido clor hídrico H2SO3 ácido sulfúr oso H2SO4 ácido sulfúr ico
¡Ahora tú sólo! ¿Cuál es el nombre de H 2CrO4? ¿Cuál es la fórmula del ácido perclórico?
MEDICION DE LA MATERIA H3: Expresa la masa, volumen, temperatura, densidad y presión usando las unidades físicas de medición adecuadas Las propiedades de la materia se puede medir, para lo cual en Química utilizamos el Sistema Internacional de Unidades (SI). EL SLUMP (Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú) por Ley Nº 23560 establece el uso obligatorio de la unidades SI. UNIDADES BÁSICAS MAGNITUD FÍSICA UNIDAD SÍMBOLO Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Temperatura Kelvin K Cantidad de sustancia mol mol Corriente eléctrica Ampere A Intensidad luminosa candela cd Las principales unidades derivadas usadas según el sistema SI son: UNIDADES DERIVADAS MAGNITUD UNIDAD S MBOLO EXPRESI N Área metro cuadrado m m Volumen metro cúbico m m Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m kg/m Fuerza Newton N kg.m/s Presión Pascal Pa N/m PREFIJOS NUMÉRICOS COMUNES Prefijo
tera giga mega kilo hecto
Expresión exponencial
10 10 10 10 10
Prefijo
deci centi mili micro nano
Expresión exponencial
10 10 10 10 10 -
deca
10
pico
10
-
UNIDADES FÍSICAS Masa (m) Nos indica la cantidad de materia que posee un cuerpo. Su unidad fundamental es el kilogramo sin embargo el gramo es la unidad más usada. Para su medición se utilizan las balanzas. Algunas unidades comunes y sus equivalencias son: 1 g = 1000 mg
1 kg = 1000 g
1 kg = 2,2 lb
1 lb = 453,59 g
Volumen (V) Es el espacio ocupado por la materia. Los materiales más comunes para medir volúmenes son probetas, pipetas, buretas y fiolas. Algunas unidades comunes y sus equivalencias son: 1 L = 1000 mL
1 mL = 1 cm
1 m = 1000 L
Densidad (D) Una unidad derivada muy usada en química es la densidad. Se determina por la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen. Para sólidos y líquidos la unidad es g/mL, en el caso de gases se utilizan g/L. Luego: m
D
donde : D
V
m
v
densidad masa volumen
La densidad de los cuerpos depende de la temperatura. Por ejemplo, para el agua a 4 ºC su densidad es 1 g/mL; a 20 ºC es 1,029 g/mL y a 80 ºC es 0,9719 g/mL. Se dice que cuando una sustancia es más densa que otra se hundirá, y cuando es menos densa que otra flotará en ella. DENSIDAD DE ALGUNOS COMPUESTOS
Sustancia Alcohol etílico Aceite de algodón Agua Azúcar Magnesio
Densidad a 20 °C (g/mL) 0,789 0,926 1,029 1,590 1,790
Sustancia CO Nitrógeno Aire Oxígeno Argón
Densidad a 20 °C (g/L ) 1,963 1,251 1,293 1,429 1,780
Presión (P) Se define presión como la fuerza ejercida sobre un área dada. Así: Presión (P)
Fuerza (F) Area(A)
En un gas la presión se origina por las colisiones de sus moléculas con las paredes del recipiente que lo contiene. Cuando un gas es encerrado en un recipiente ejerce una presión llamada presión absoluta del gas. La atmósfera también ejerce una presión sobre la superficie terrestre llamada presión atmosférica. A nivel del mar la presión atmosférica es igual a una atmósfera. Equivalencias: 1 atm = 760 mm Hg = 101,325 kPa (kilo Pascal) = 14,7 lb/pulg 2 = 14,7 Psi = 760 torr
Temperatura (T) La temperatura mide la intensidad de calor, es decir si un cuerpo está “caliente” o está “frío”. Las temperaturas se miden por lo regular mediante termómetros. Existen temperaturas relativas (Celsius y Fahrenheit) y absoluta (Kelvin). La relación entre las escalas de temperatura es: De aquí se puede concluir que:
K = ºC + 273,15 °F = 1,8 °C + 32 °C = (5/9) (°F – 32 )
Tabla de Factores de Conversión
Ejemplo: Si tenemos 0,78 l ¿qué magnitud se está midiendo? Solución: Interpretación y Representación: debes conocer y usar las unidades correctas para las diferentes magnitudes.
Se tiene unidad de masa sobre unidad de volumen, por lo tanto la magnitud que se está midiendo es la densidad. D = 0,78 kg /l
H4: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas usando el metodo del factor unitario. El método del factor unitario es una herramienta matemática muy usada en química. Usemos un ejemplo para ver en qué consiste el método: Ejemplo: Si un bloque tiene una masa de 115 lb ¿cuál será la masa de dicho bloque en gramos? Pasos: 1. Lee el problema con mucho cuidado para identificar la magnitud y la unidad que deseamos conocer - "¿Qué me piden?" y la cantidad y unidad que tenemos como dato"¿Qué me dan?" 2. De
la tabla de conversiones extraemos la equivalencia adecuada y plantee sus posibles factores.
Me dan: 115 libras Si un bloque tiene una masa de 115 lb ¿cuál será la masa de dicho bloque en gramos?
Me piden: masa en gramos Equivalencia:
1lb = 453,59 g
Factores Unitarios:
,
,
o
3. Escribe la magnitud y la unidad que
desea conocer y lo iguala a la cantidad y unidad que tenemos como dato. El dato que le dan se multiplica por el factor adecuado, de tal modo que se elimine la unidad dada y me quede con la unidad deseada. 4. De ser necesario use notación científica para expresar sus resultados.
Masa en g = 115 lb x Factor unitario adecuado
Masa en g = 115 lb x 453,59 g 1 lb Masa en g = 52 162,85 g
= 52 162,85 g
Masa = 5,2162 x 104 g (NOTACIÓN CIÉNTIFICA) Recuerda el valor numérico de una medición siempre debe llevar unidades.
Ejemplos de conversión de unidades: 1. ¿Cuántos gramos hay en 12 libras de hidróxido de sodio (NaOH)? Solución: Interpretación y Representación: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas usando el método del factor unitario. Ubica el dato y usa el factor más adecuado para eliminar la unidad dada y me quede la unidad deseada.
12
453,59 1
= 5443,08
En 12 libras hidróxido de sodio hay 5443,08 g de hidróxido de sodio
2. ¿Cuántos gramos de alcohol hay en 2 galones de este alcohol ( densidad del alcohol= 0,70 g/mL )? Solución: Interpretación y Representación: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas usando el método del factor unitario. Ubica el dato y usa el factor más adecuado para eliminar la unidad dada y me quede la unidad deseada . 3,7854 L 1000mL 0,70 g 2 gal x 5299,56 g x x 1 gal 1 L ml
En 2 galones de alcohol hay 5299,56 g de alcohol 3. ¿Cuántos mmHg equivale 1,5 atm? Solución: Interpretación y Representación: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas usando el método del factor unitario. Ubica el dato y usa el factor más adecuado para eliminar la unidad dada y me q uede la unidad deseada.
1,5atm x
1,5 atm equivale a 1140 mmHg
760mm Hg 1atm
1140mmHg
4. Convertir 35 °C a escala de Kelvin. Solución: Interpretación y Representación: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas. Usa los factores de temperatura para convertir. ¿Siempre se usa factor unitario para todas las conversiones?
35 + 273,15= 308,15 K 35°C equivale a 308,15 K
5. Calcule la masa en kg de una porción de solvente (densidad 0,7g/cm 3) cuyo volumen es 1,2 L. Solución: Interpretación y Representación: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas usando el método del factor unitario. Ubica el dato y usa el factor más adecuado para eliminar la unidad dada y me q uede la unidad deseada.
. 1,2 L x
1000cm 1 L
3
x 0,7
g
1kg
cm
1000 g
x 3
0,84kg
1,2 L de solvente presenta una masa de 0,84 kg de este solvente
¡Ahora tú sólo! El tanque de ácido sulfúrico que utiliza su empresa viene rotulado 100 000 lb. Si la densidad del ácido es de 1850 kg/m 3, exprese su cantidad en m 3.
¡Ahora tú sólo! La temperatura del agua es 25 °F, ¿en qué estado se encuentra el agua?
H5: Define unidad de masa molar y mol UNIDADES QUÍMICAS Las unidades químicas de masa son aquellas que nos permiten expresar la masa de las sustancias (átomos, iones y moléculas) y su relación con la cantidad de partículas contenidas en ella. Para esto se define una unidad de conteo (mol). Los pesos atómicos se encuentran en la tabla periódica. Las masas moleculares y masas fórmulas se hallan sumando los pesos atómicos de los átomos que forman el compuesto. Mol Es la unidad de cantidad de sustancia. Es una unidad de conteo como lo es la docena, el ciento, el millar. Se utiliza para contar unidades estructurales muy pequeñas como átomos, moléculas, iones, etc. Se define como la cantidad de partículas que hay en 12 g de carbono. 1 mol = 6,022 x 1023 unidades = Número de Avogadro 1 mol Na = 6,022 x 1023 átomos de Na 1mol CO2 = 6,022 x 1023 moléculas de CO2 1 mol H2O = 6,022 x 1023 moléculas de H2O 1 mol NaCl = 6,022 x 1023 unidades fórmulas de NaCl ̅) Masa Molar ( La masa de una mol de átomos de un elemento expresada en gramos se llama MASA MOLAR. Una mol de cada elemento tiene diferente masa, pero contiene el mismo número de átomos. La masa molar de una sustancia es numéricamente igual a su masa atómica, molecular o formular, según sea el caso, pero se expresa en gramos. La masa atómica de los elementos químicos se encuentra en la tabla periódica. Recuerda que los compuestos iónicos están formados por cationes y aniones y no es adecuado hablar de moléculas cuando nos referimos a sustancias iónicas.
Recuerda: La masa de una mol de partículas (átomos, unidades formula o moléculas) es numéricamente igual pero se expresa en gramos, g 1 mol de cualquier sustancia (elemento, compuesto iónico o sustancia covalente) contienen 6,022 x 1023 partículas (átomos, unidades fórmula o moléculas). Ejemplo:
Masa de 1 mol de moléculas de CO 2 = 44 g Masa molar de CO2= 44 g/mol Masa de 1 mol de unidades formula de NaC l = 58,5 g Masa molar de NaCl = 58,5 g/mol
Ejemplo: 1. Calcule la masa molar de óxido de magnesio, MgO. Solución: Interpretación y Representación: usando los valores de la tabla periódica calcula la masa molar (usa siempre las unidades).
MgO
De acuerdo a la tabla periódica:
M (g/mol) Mg=24, O=16.
Masa molar MgO = 24 +16 =40 g/mol 2. Calcule la masa molar del Hidróxido férrico, Fe (OH) 3. Solución: Interpretación y Representación: usando los valores de la tabla periódica calcula la masa molar (usa siempre las unidades).
Fe (OH)3
De acuerdo a la tabla periódica
M (g/mol) Fe=56, O=16, H
Masa molar Fe (OH) 3 = 56 + (3x16) + (3x1) = 107 g/mol
¿Por qué se multiplica por tres al oxigeno e hidrogeno?
3. Calcule la masa molar del Sulfato cúprico pentahidratado (CuSO 4 •5 H2O). Solución: Interpretación y Representación: usando los valores de la tabla per iódica calcula la masa molar (usa siempre las unidades).
(CuSO4 • 5 H2O)
De acuerdo a la tabla periódica
M(g/mol) Cu=63,5; S=32; O=16; H=1. Masa molar CuSO4 • 5 H2O = 63,5 + 32+ (4x16) + (10+1) + (5x16)=249,5 g/mol
¿Cómo se debe resolver este ejercicio?
H6: Realiza operaciones de conversión de unidades químicas usando el método del Factor Unitario Ejemplo: ¿Cuántos moles de óxido de magnesio (MgO) hay en 800 g de este compuesto? Solución: Interpretación y Representación: usando los valores de la tabla periódica calcula la masa molar (usa siempre las unidades).Luego úsalo como factor unitario.
̅
MgO
= 24 +16 =40 g/mol
luego
800 g x
1mol MgO 40 g
En 800 g de MgO hay 20 moles.
Para realizar las conversiones masa - mo les, también puedes utilizar la fórmula
n
masa ( g )
Masa molar ( g / mol )
, donde n es el número de moles
¡Ahora tú sólo! ¿Cuántas moles de fosfato de bario hay en 750 g de este compuesto?
20mol
EJERCICIOS PARA SER TRABAJADO EN CLASE H1. Identifica las principales funciones químicas inorgánicas 1. Indica la función química y el tipo de compuesto (iónico o molecular) al que pertenece cada uno de los siguientes compuestos Compuesto Li2O N2O Al(OH)3 Na3PO4 MgCl2 HBr (ac) HNO3 Función química Compuesto (iónico/covale nte) 2. Usando tu tabla periódica para identificar los elementos, clasifique los siguientes compuestos colocando cada uno en el casillero de la función química correspondiente.
HCl(ac)
CO2
Na2SO4
ÓXIDO BÁSICO (Metal – Oxígeno)
H3PO4
XIDO CIDO
Mg(OH)2
Au2O3
HIDRÓXIDO
(No Metal – Oxígeno)
KBr
SAL HALOIDEA
(Metal – OH)
(Metal - No metal)
SAL OXISAL
ÁCIDO HIDRÁCIDO
ACIDO OXÁCIDO
(Metal - No Metal – Oxígeno)
(Hidrógeno - No Metal)
(Hidrógeno - No Metal - Oxígeno)
H2: Aplica correctamente las reglas de nomenclatura para nombrar compuestos iónicos y moleculares (covalentes) de importancia industrial (óxidos, hidróxidos, sales y ácidos) 3. Usando la tabla de iones, escriba la carga de los iones, la fórmula y el nombre del compuesto iónico obtenido.
Compuesto iónico formado Catión por:
Anión
Fórmula
Nombre
Mg +2
Cl-
MgCl2
cloruro de magnesio
Ión ________y ión ______
Zn+2
F-1
Ión ________y ión ______
K+
(SO4)-2
Ión cloruro y ion magnesio Ion óxido y ión potasio Ion sulfuro y ión plata
Ión ________y ión ______
fosfato de calcio
Ión ________y ión ______
CuCO3
Ión ________y ión ______
Fe(OH)3
Ión ________y ión ______
cloruro de amonio
4. Escribe el nombre, fórmula o función química según corresponda:
Compuesto
Nombre
Li O
Función química Óxido básico
2
Compuesto
Nombre
Al(OH)
Función química Hidróxido
3
Sulfato de sodio
Óxido áurico
Bromuro de potasio
Hidróxido cúprico
5. Completa el nombre o la fórmula de los siguientes compuestos moleculares:
Fórmula
nombre
CO2 dióxido de azufre Cl2O7 P2O5 6. Completa la tabla
Ión Bromuro Clorato Fluoruro
-1
Br (Cl O3)-1
Fórmula del ácido HBr (ac)
Nombre del ácido ácido bromhídrico ácido fluorhídrico
Fosfato
(SO4)-2
HNO3 HClO4 ......SO4
H3:Expresa la masa, volumen, temperatura, densidad y presión usando las unidades físicas de medición adecuadas 1. Completa el cuadro. Magnitud
Masa
Volumen
Pregunta ¿Cuál es tu peso en gramos? Usa la notación científica. ¿Cómo se despacha la venta de la gasolina?
Respuesta
Magnitud
Densidad
Temperatura
Pregunta La densidad del agua es 1 g/mL. La densidad del aceite será mayor o menor a este valor
Respuesta
¿Cuál es la temperatura normal promedio de una persona?
H4: Realiza operaciones de conversiones de unidades físicas usando el método del factor unitario. 2. Un camión cisterna circula por la carretera central y transporta ácido sulfúrico, con un tanque de 20 m3 de volumen. ¿Cuántos galones de dicho ácido puede transportar dicho camión? Exprese su respuesta con notación científica.
3. En un almacén hay 10 000 barriles de petróleo ¿Cuál es la masa del petróleo expresada en toneladas si presenta una densidad de 0,85 kg/L? Dato: 1 barril = 60 galones
4. Durante el verano muchas familias suelen instalar en los jardines de su casa piscinas desarmables, Mario no tiene jardín pues vive en el cuarto piso de un edificio con una terraza y está pensando poner allí una piscina de 1,80 m x 2,5 m que pesa 140 lb y decide llenarla con agua hasta 50 cm de alto. Mario consulta con un ingeniero civil acerca de esta idea y éste le dice que su terraza podría soportar como máximo 2500 kg en total. ¿Podrá soportar, la terraza de Mario, el peso de la piscina que piensa poner si ingresan a la piscina 10 niños de 25 kg en promedio cada uno? ¿Qué temperatura del agua marca el termómetro en °C, si en °F dice 75°F? Densidad del agua =1 kg/L
H5: Define unidad de masa molar y mol 5.
Determina la masa molar de los siguientes compuestos: HCl …………… CaI2 ………………. C3H8 …………… KNO3 …………….. HNO2 ……….…. Ca3(PO4)2 …………… C12H22O11 …………. CuSO4.3H2O ………….
H6: Realiza operaciones de conversión de unidades químicas usando el método del Factor Unitario 6. ¿Cuál es la masa en gramos de un bloque de hierro que contiene 1,50 kmoles de hierro?
7. ¿Cuántas moles de NaOH habrán en 0,80 kg del compuesto?
8. En un litro de gaseosa hay aproximadamente 120 mg de cafeína. (C8H10N4O2). Determine la cantidad de moles de cafeína contenida en un litro de gaseosa.
E jercicios para reforzar
1. Un ingeniero está haciendo una lista de las sustancias químicas para su adquisición para la empresa. Ayúdale a completar la siguiente tabla. Sustancia Fórmula química Función química 100 kg de hidróxido de sodio para neutralizar los terrenos ácidos 200 L de ácido clorhídrico para limpieza del sarro de los calderos 100 kg de carbonato de calcio para producir cal 150 kg de óxido de calcio como una sustancia antiséptica 1 kg de fluoruro de potasio como el reactivo del laboratorio
2. El envase de uno de los insumos químicos que utiliza su empresa viene rotulado 100 lb. Exprese esta masa en kilogramos. 3. Halle el volumen en mL de 1,5 m 3 de agua contenida en un cilindro. 4. Determine la densidad del mercurio en g/mL, si 150 mL de mercurio tiene una masa de 2,04 kg. 5. Si en un procedimiento analítico le indica fijar la temperatura del reactor a 180 ºC, pero éste presenta una escala en K. ¿En qué valor debe fijar la temperatura? 6. La masa de un vaso vacío y seco es de 135,293 g. Cuando se llena con 250,0 mL de un líquido desconocido y viscoso, la masa total es de 535,255 g. ¿Cuál es la densidad del líquido? 7. El latón es una aleación de cobre y cinc. ¿Cuál es la masa de un cilindro de latón que tiene una longitud de 1,62 pulgadas y un diámetro de de 0,514 pulgadas. Dato: Densidad del latón: 8,5 g/cm 3. 8. 9. Determine la masa molar de las siguientes sustancias: Argón
Pentacloruro de difósforo
Ar
P2Cl 5
Bromuro de calcio
10. 11. 12. 13. 14. 15.
Carbonato de aluminio
Ácido sulfúrico H2SO4 Nitrógeno
Al 2(CO3)3 CaBr 2 N2 ¿Cuántos gramos hay en 3 moles de flúor, F 2? ¿Cuántas moles hay en una muestra de 360 g de PC l 3? ¿Cuántos kg hay en 50 moles de Mg(OH) 2? ¿Cuántas moles hay en 26 kg de SO 3 que están contenidos en un recipiente? ¿Cuántas átomos de hierro (Fe) hay en una muestra de 20 g? Responda los siguiente: a) Si una mujer tiene una masa de 115 lb, ¿cuál es su masa en gramos? Rpta. 5221 g 2 3 b) Calcule la densidad del mercurio si 1,0 10 g ocupan un volumen de 7,36 cm . Rpta. 13,6 3
g/cm
c) Calcule el volumen de 65 g de metanol líquido si su densidad es de 0,791 g/mL Rpta. 82,2 mL d) El etlilenglicol, el principal ingrediente de los anticongelantes, se congela a -11,5 ºC. ¿Cuál es Rpta. 284,65 K y 52,7 ºF el punto de congelación en K y en ºF?
16. Determine la masa molar de las siguientes sustancias: Oxígeno (O2) Cloruro de Calcio (CaCl 2) Carbonato de sodio (Na2CO3)
Fosfato de calcio (Ca3(PO4)2)
Ácido fosfórico (H3PO4) Hierro (Fe)
17. Una mezcla que tiene una densidad de 1,4 g/mL contiene 43 % en masa de H 2SO4 y 57 % de H2O. En 1 L de mezcla, ¿cuántos moles hay de ácido y de agua? Rpta. 6,14 mol H 2SO 4 y 44,3 mol de H 2O ¿Quedaste con alguna duda? ¿Te gustaría profundizar más? A continuación t e sugerimos bibliografía complementaria Bibliografía BROWN Theodore L.LeMay, H. Eugene y otros (2014) Química: la ciencia central. México D.F. : Pearson Educación.(540 BROW 2014) CHANG, Raymond (2011) Fundamentos de química. México, D.F. : McGraw-Hill Interamericana. (540 CHAN/F) WHITTEN Kenneth W.Davis, Raymond E., y otros (2015) Química. México, D.F. : McGraw-Hill. (540 WHIT/Q 2015 MA465 QUÍMICA COPYRIGHT © UPC 2018
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