GAF-123-V1 20-01-2012 Página 1 de 12
MÓDULO QUÍMICA 10° PROFESOR. ESTUDIANTE PERIODO:
Elsy Leottau Mendoza
III
FECHA DEL PERÍODO
15Julio
GRADO
10
MOD No:
3
GRUPO
No
AREA:
Ciencias Naturales
META DE COMPRENSIÓN DEL AREA Reconocer la importancia de los aportes que se han hecho a cerca de la estructura de la materia que permiten tener una visión propia del comportamiento químico de las sustancias. META DE COMPRENSIÓN DEL AÑO El estudiante comprenderá:
La estructura de las moléculas inorgánicas con sus propiedades físicas y químicas, su capacidad de cambio y la forma de adquirir habilidades y destrezas básicas del trabajo científico, aplicarlas en la resolución de problemas. TÓPICO GENERADOR
¿ Que caracteriza a las sustancias? CONTENIDOS 1. Generalidades de los Gases. Leyes de los Gases a. Ley de Boyle b. Ley de Charles c. Ley combinada d. Ley de Gay Lussacc e. Principio de Avogadro f. Ley de Dalton 2. Ecuación de Estado
.1 . Soluciones a. componentes de una solución. b. Factores que afectan la solubilidad. 1.3. Formas de expresar las soluciones: a. Unidades Físicas: a.1. Porcentaje peso a peso. a.2. Porcentaje peso a volumen a.3. Porcentaje Volumen a volumen. b. Unidades Químicas: b.1. Molaridad b.2. Molalidad b.3.Normalidad b.4. Fracción Molar b.5. Partes por millón METAS DE COMPRENSIÓN DEL PERIODO El estudiante comprenderá: 1.El comportamiento del estado gaseoso teniendo en cuenta las leyes que lo rigen, aplicándolas al quehacer diario. 2. Las características y propiedades de las soluciones teniendo en cuenta los factores que afectan la solubilidad. CRONOGRAMA COMPETENCIA ESTÁNDAR
DESEMPEÑOS DE COMPRENSIÓN
FECHA
VALORACIÓN CONTINUA
.La forma como establece relaciones entre las características macroscópicas y microscópicas de la
El estudiante Comprenderá: Identifica las características que diferencian un estado de otro. Explico la relación que hay
9 Semanas
Orientaciones del profesor, Seguimiento de Instrucciones Revisión del ejercicio por parte del docente y socialización de los distintos puntos de vista de los
MÓDULO QUÍMICA 10° materia y las propiedades físicas y químicas de las sustancias que lo constituyen.
entre cada una de las leyes de los gases y la forma como cada ley es prerrequisito de la siguiente.
Las relaciones cuantitativas entre los componentes de una solución
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 2 de 12
educandos alrededor del tema Preguntas de comprensión lectora a fin de verificar el dominio de las principales ideas expuestas en la guía de estudio Socialización de los conceptos básicos Pruebas escritas para valorar el grado de comprensión y responsabilidad que han tenido los educandos a lo largo del periodo
NIVELES DE META SUPERIOR. Comprende las características del estado gaseoso, su comportamiento, las leyes que lo rigen y las variable que lo afectan ALTO. . Plantea preguntas que le permitan realizar cálculos que involucren presiones parciales para mezclas de gases BÁSICO. Utiliza la ley general de los gases de comportamiento ideal para realizar cálculos. BAJO. Posee dificultad para hacer cálculos que impliquen el uso de varias variables en la aplicación de las leyes de los gases SUPERIOR. Resuelve problemas de soluciones y los relaciona con casos de la vida diaria ALTO. Demuestra que comprende los términos cualitativos de concentración. BÁSICO. Enumera y cita ejemplos de las diversas clases de soluciones BAJO. Se le dificulta elaborar ejemplos de los componentes y clases de soluciones. ORIENTACIONES DIDÁCTICAS Lee cuidadosamente cada uno de los numerales del Módulo Búscalos en tus libros y respóndelos expresándolos en palabras sencillas. Responde con responsabilidad y honestidad. Aprovecha el tiempo del trabajo personal para el desarrollo de las actividades asignadas y consulta con tu profesor las dudas al respecto. Debes llevar hojas de complemento y correcciones para un mejor aprendizaje. Baja de Internet las actualizaciones que encuentres sobre el tema y socialízalo con tus compañeros. Tener en cuenta la actitud y disposición para el trabajo. Cuando se realice una actividad se tienen en cuenta criterios como: creatividad, presentación y contenido. Cuando se realicen prácticas de laboratorio debes elaborar un informe teniendo en cuente las especificaciones dadas por el docente. Cuando el profesor lo indique se hará una evaluación escrita de los temas vistos en ella.
RECURSOS REQUERIDOS (AMBIENTES PREPARADOS PARA EL PERIODO) Salón organizado y aseado, sillas dispuestas según momentos de trabajo. Tabla Periódica, Triangulo de Pauling, materiales de Laboratorio, Guías de Laboratorio, que facilitarán la comprensión de los educandos, de los temas a tratar, además de algunas actividades extra clase sugeridas en páginas web de consulta y el trabajo individual en el Módulo de estudio. MARCO TEÓRICO GASES GENERALIDADES Los gases se caracterizan están formados por átomos y moléculas individuales, que se encuentran separadas y permanecen en constante movimiento. La distancia entre las moléculas varía con la temperatura y la presión a la cual se sometan. En el estudio de los gases se tienen en cuenta algunos aspectos como: a. Presión: Las moléculas de un gas chocan entre sí y con las paredes de los envases que lo contienen o sobre cualquier superficie con la cual entren en contacto, de igual forma la atmósfera ejerce presión sobre la tierra y sobre todos los cuerpos que se encuentran en ella, incluido nosotros mismos; en este caso se habla de presión atmosférica, la cual no es uniforme en todos los sitios de la tierra depende de la cantidad de gases presentes en la
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 3 de 12
atmósfera, a mayor altura menor presión y a menor altura mayor presión. 2 Presión se define como la fuerza por unidad de área P = F/A la presión se puede expresar en dinas / cm o en 2 Newton /M . Esta última unidad se conoce como Pascal. A la presión registrada a nivel del mar se le denomina 1 atmósfera de presión y presenta las siguientes equivalencias: 1 atmósfera = 76 cm Hg = 760 mm Hg = 760 torr. De esta manera, 1 torr = 1mmHg. 3 2 1 atmósfera de presión es equivalente a 1,013 x 10 N/m , o sea, 3 1 atmósfera = 1,013 x 10 Pascal. Ejemplo: ¿A cuántos mm Hg equivalen 2.5 atmósferas? Cantidad dada = 2,5 atm Cantidad requerida = mm Hg 1atm = 760 mm de Hg Utilizando factor de conversión tenemos: 2,5 atm x 760 mm Hg ------------- = 1900 mm Hg. 1 atm b. Volumen, temperatura, la densidad de la materia. Cuando se trabaja en gases, el volumen se expresa en ml y en litros, la temperatura se expresa en grados centígrados o en grados Kelvin pero por regla se debe llevar a la escala absoluta de °C que es °K. La densidad se expresa d = W/V y unidades gr/cc , Kg/Lt.. La cantidad de masa de un gas se acostumbra a expresar en gr o en número de moles, n, donde n = W/Pm. CONCEPTOS CLAVES Debes dominar las características de los gases y realizar ejercicios aplicando estos conceptos. EJERCICIO I Consigna en tu cuaderno: 1. Realiza un cuadro explicando las características generales de los gases. 2. La presión atmosférica en Marte es de 5,60 mm Hg Exprese esa presión en atm y Pascales 3. Una ciudad ubicada a 2600metros sobre el nivel del mar la longitud de la columna de mercurio es de 560 mm Hg. Expresa esta expresión en atmósferas. 4. Expresa la presión del ejercicio anterior en pascales, torr y mm de Hg. ACTIVIDAD EXTRACLASES Consulta en qué áreas tecnológicas se emplean las unidades para medir presión MARCO TEORICO LEYES DE LOS GASES LEY DE BOYLE LEYES DE LOS GASES. LEY DE BOYLE:A temperatura constante, el volumen de una muestra de gas varía inversamente proporcional a la presión que se someta. Se representa por la expresión V 1P1 = V2P2 a temperatura constante. También se puede expresar así: V1 P2 ---- = ----V2 P1 Ejemplo. A una presión de 350 torr, una masa de nitrógeno ocupa un volumen de 2,5 lts. Hallar el volumen que ocupará el mismo gas a la presión de 1 atmósfera y temperatura constante. P1 = 350 torr V1 = 2,5 lts P2 = 1 atmósfera = 760 torr V2 = X Reemplazando en la ecuación tenemos: V1 P2 2,5 lts 760 torr 2,5 lts x 350 torr ---- = ----- = ---------- = ------------- = V2= ------------------------ = 1,15 lts V2 P1 V2 350 torr 760 torr
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 4 de 12
CONCEPTOS CLAVES Debes dominar la ley de Boyle y aplicarla en la resolución de ejercicios EJERCICIO II 1. En un recipiente se encuentran 525 ml de un gas determinado con una presión de 1,20 atm. El gas se comprime aplicando una presión de 4,95 atm.¿ cuál es el volumen del gas sabiendo que la temperatura y la masa de gas permanecen constante. 2.Se infla un globo a nivel del mar hasta un volumen de 810 m l con un determinado gas. ¿Cuál será el volumen si el globo se transporta hacia un lugar donde la presión es de 420 torr? 3. El volumen de un gas es 2,340 ml a una presión de 1,7 atm. Si el gas se expande hasta 6,45 lt. ¿ Cuál es la presión del gas? 4. El volumen de cierta cantidad de gas es de 10 lt a una presión de 4 atmósferas.¿ Cuál es el volumen si se disminuye la presión en 1979 torr, mientras la temperatura permanece constante? ACTIVIDAD EXTRACLASES Investiga más ejercicios sobre la ley de Boyle MARCO TEÓRICO LEY DE CHARLES Y LEY COMBINADA DE LOS GASES Ley de charles: A presión constante, el volumen de un gas varía directamente proporcional a su temperatura absoluta. Se expresa así:
V1 V2 ----- = -----T1 T2
También se puede expresar así:V1 x T2 = V2 x T1 Ejemplo: El volumen de un gas ideal es de 750 ml cuando su temperatura es de 25°C ¿ Cuál es su volumen si la temperatura baja a 0°C? V1= 750 Lt T1= 25°C + 273 = 298 °K T2= = 0°C + 273 = 273 °K V2= X La ecuación de la ley de charles V! x T2= V2 x T1 reemplazando tenemos: 750 Lt x 273°K = V2 x 298°K o sea V2 = 750 Lt x 273 °K ------------------- = 687,08 Lt 298 °K LEY COMBINADA DE LOS GASES: Como su nombre lo indica esta ley se deriva de la combinación de la ley de Boyle y la ley de Charles y se enuncia así: el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional al cambio de temperatura e inversamente proporcional a la variación de la presión. Se expresa así: V1 P1 V2 P2 ------ = ------- = V1 P1 T2 = V2 P2 T1 T1 T2 Ejemplo: Si 35 lts de dióxido de carbono se encuentran en condiciones de temperatura y presión ambiente de 20 °C y 560 mm de Hg respectivamente. ¿Cuál será su volumen a 0°C y 1 atmósfera de presión? V1= 35 Lt P1 = 560mm Hg T1 = 20 °C + 273 = 293 °k V2 = X 760mmHg P2 = 1 atm ------------- = 760mm Hg 1atm T2= 0°C + 273 = 273°K La ecuación V1P1T2 = V2 P2 T1 = 35 Lt x 560 mm Hg x 273°K = V2 x760mmHg x 293°k
MÓDULO QUÍMICA 10° V2 =
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 5 de 12
35 Lt x 560 mm Hg X273 °k --------------------------------- = 24, 029 Lt. 760 mm Hg x 293 °K
CONCEPTOS CLAVES Debes adquirir destrezas en la realización de problemas aplicando las ecuaciones de la ley de Charles y ley combinada de los gases. EJERCICCIO III Responde En tu cuaderno: 1. Enuncia y deduce las fórmulas de la ley de Charles y la ley combinada de los gases. 2. Una muestra de NO2 a 32°C tiene un volumen de 3 lt. ¿ Cuál es el volumen de la muestra si se duplica la temperatura en Kelvin? 3. se tiene 5 lt de aire a una presión constante, a una temperatura de 28°C. ¿ Hasta que temperatura debe enfriarse el aire para disminuir su volumen en un 50%. 4.En un recipiente hay 35,8lt de un gas con una presión de 740mm Hg y 22°C.¿Cuál es el volumen del gas si la presión cambia a 2,8atm, y la temperatura a 350K? ACTIVIDAD EXTRACLASES Investiga problemas sobre ley de Charles y ley Combinada diferentes a los realizados en clases. LEY DE GAY LUSSAC Y PRINCIPIO DE AVOGADRO Ley de Gay Lussac: Relaciona los cambios de presión debido a cambios de temperatura cuando el volumen es constante. Se expresa P1 T1 ----- = ----P2 T2 O sea P1 x T2 = P2 x T1 significa que la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura a volumen constante. Ejemplo:¿ Cuál será la presión ejercida por un gas que se encuentra en un recipiente de 5 lt a una presión de 3 atmósferas y a 27 °C, si se aumenta la temperatura a 50 °C y el volumen del recipiente no varía. P2 = X V1= 5 lts P1 = 3,5 atmósferas T1 27 °C + 273 = 300 °k T2 = 50 °C + 273 =323 °K La ecuación que se utiliza es : P1 x T2 = P2 x T1 =3,5 atm x 323 °K = P2 x 300 °K De donde P2 = 3,5 atm x323 °K ------------------- = 3,7 atm 300 °K El principio de Avogadro establece que en condiciones normales o sea a una temperatura de 0°C y una presión de 1 atmósfera el volumen de un mol de un gas es 22,4 litros. Ejemplo: Determina el volumen que ocupan 40 gr de CO2 en condiciones normales. Para realizar este ejercicio se debe tener en cuenta la relación de masa molecular y número de moles y el número de Avogadro con el número de moles. Cantidad de CO2 = 40 gr Volumen de 1 mol en CN = 22,4 lts 1 mol de CO2 = 12 gr de C + 32 gr deO2 = 44 gr de CO2 1 mol = 6,023 x 1023 moléculas W número de moles =------ donde W = masa del gas expresada en gramos Pm Pm = peso molecular 1 mol de CO2 # de moles = 40 gr de CO2 x ---------------- = 0,91 moles de CO2 44 gr de CO2 22,4 lts 0,91 moles de CO2 x -------------- = 20,38 lts 1 mol de CO2 En condiciones normales ocupa un volumen de 20,38 lts
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 6 de 12
CONCEPTOS CLAVES Debes dominar las formulas de la ley de Gay Lussac y el Principio de Avogadro para realizar ejercicios. EJERCICIO IV Responde en tu cuaderno: 1. Usualmente se utilizan recipientes de acero como contenedores de gases. Si en un recipiente de estos se ha envasado una cierta cantidad de gas a una presión de 920torr y 20°C, ¿Cuál es la presión en el recipiente si la temperatura cambia a 62°C 2. Los desodorantes espumas para afeitar, insecticidas y sustancias para el cabello son aerosoles empacados en latas. Todos ellos traen precauciones e instrucciones para su uso. Estas latas contienen un gas a una a una presión de 1,25 atm a 25°C. las latas explotan cuando alcancen una presión de 2,50 atm. a. ¿ A qué temperatura sucede la explosión de la lata? b. Escribe las precauciones e instrucciones para el uso de una lata en aerosol y justifica cada una de ellas 3. Una cantidad de 1,12 moles de un gas ocupa un volumen de 25,4 lts bajo ciertas condiciones de presión y temperatura.¿ Cuál es el volumen de 0,75 moles de gas con las mismas condiciones. 4. 60gr de CO2 ocupan 35 lt. ¿Cuál será el volumen se cambia el CO2 por 60gr de SO2. 5. Explica la ley de Dalton o de las presiones Parciales y realiza ejercicios.
ACTIVIDAD EXTRACLASES Investiga problemas sobre Ley de Gay Lussac , Principio de Avogadro y Ley de Dalton MARCO TEÓRICO ECUACIÓN DE ESTADO O DE LOS GASES IDEALES Para estudia r la ecuación de estado se unen todas las leyes estudiadas y de esta forma se deduce la fórmula de los gases ideales llamada ecuación de estado. Se toman las relaciones de proporcionalidad dadas por Boyle, Charles y el Principio de Avogadro según las cuales: V 1/P ( n, T son constantes) V T ( n, P son constantes) V n ( P, T son constantes) se tiene que V TnP, como todas las proporcionalidades tienen una constante se puede expresar en forma de igualdad así : V =KnT/P se reemplaza K por la constante de los gases ideales R tenemos V = RnT/P de donde PV = nRT si despejamos R = PV/nT se obtiene el valor de la constante R. P = 1 atm, V = 22,4 lts en CN, n = 1 mol de cualquier gas en CN, T = 273°K Reemplazando: 1atm x 22,4 lts R = ---------------- = 0,0082 atm lts/ mol °K 1 mol x 273 °k Ejemplo: A condiciones Normales ¿Cuál será el volumen de 25 gr de CO2? V=X W = 25 gr de CO2 PV = nRT reemplazando tenemos, 1atm x V = n x 0,082 atm Lt/mol °k x 273 °K n = W/Pm = 25gr/ 44gr = 0,57 moles de CO2 entonces 1 atm x V = 0,57 moles x 0,082 atm lts /mol °K x 273 °K 0,57 moles x 0,082 atm lt x 273 °K -------mol °K V = -------------------------------------------------1atm
= 12,71 lts.
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 7 de 12
MÓDULO QUÍMICA 10° CONCEPTOS CLAVES Adquirir habilidades en la realización de ejercicios aplicando la ecuación de estado
EJERCICIO V 1.Un determinado gas tiene un volumen de 33,5 lts a 25 °C y una presión de 950 torr.¿ Cuántas moles de gas hay? 2. Un recipiente de 1,00 lts contiene 52 gr de cloro gaseoso ( Cl 2). Si la temperatura del gas es de 22 °C ¿ cuál es la presión expresada en atmósferas? 3. Una muestra de 3,46 lt de gas se recolecto sobre agua en un día en que la temperatura era de 21°C y la presión de 718 torr. La muestra seca del gas tiene una masa de 4,20 g. ¿ Cuál es el peso molecular del gas? A 21°C si la presión de vapor de agua es de 18,65 torr. 4. Utiliza la ley de los gases ideales para completar la siguiente tabla para el gas propano usado en los hogares (C3H8) PRESIÓN 0,895atm 433mmHg 1234torr
VOLUMEN 1,75lt
TEMPERATURA 19°C 6°C
92,4ml
MOLES 1,66
GRAMOS 14,0
0,395
16°C 34,0 ACTIVIDAD EXTRACLASES Realiza problemas sobre la ecuación de estado, diferentes a los realizados en clases MARCO TEÓRICO SOLUCIONES. FORMAS DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES EN UNIDADES FÍSICAS. Si en un vaso tienes agua en el cual se ha disuelto una cucharada de azúcar, el agua sustancia en la que se disuelve el azúcar se llama disolvente o solvente y la sustancia que se disuelve es el soluto, que casi siempre está en menor cantidad. ¿ Te has preguntado el soluto y el solvente que son en una solución?. El agua y el azúcar que forman al mezclarse. ¿Será lo mismo cuando se mezclan dos sustancias a temperatura ambiente o si esta aumenta o disminuye, si se aumenta o disminuye la presión o si varia la naturaleza de la sustancia.? Las concentraciones de las soluciones se pueden expresar en Unidades Físicas y en unidades Químicas. Unidades Físicas de Concentración: se expresan en : Tanto por ciento en peso (P/P) Indica gramos de soluto contenido en 100 grs de disolución. Una solución al 20% en peso P/P de Glucosa es la que contiene 20 grs de Glucosa y 80 grs de H2O. Porcentaje peso a volumen (P/V), Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 cc de solución. Una solución de KOH al 15% P/V es la que está formada por 15 grs de KOH en 1oo cc de solución. Porcentaje Volumen a volumen (V/V) Se refiere al volumen de soluto por cada 1oo cc de solución. Una solución de Alcohol al 45% V/V significa que contiene45 cc de alcohol y 55 cc de agua. Lee detenidamente el ejercicio guía: Se disuelven 15 grs de KBr en 150 grs de H2O.¿ Calcular la concentración de la solución en tanto por ciento en peso? Peso total de la solución = 15grs de KBr + 150 grs H2O = 165 grs solución. _ Gramos de soluto % P/P = ------------------------- X 100 Gramos totales solución 15 grs KBr % P/P =----------------- X 100gr de solución = 9.09% KBr 165 gr solución La solución presenta una concentración de 9.09 % en peso de KBr Este ejercicio guía te debe servir para % V/V y %P/V aplicando las fórmulas.
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 8 de 12
CONCEPTOS CLAVES Debes manejar conceptos de solución, componentes de una solución y formas de expresar la concentraciones en unidades físicas. EJERCICIO VI Responde en tu cuaderno y socializa: 1.. Clasifique las soluciones según el estado físico y según la mayor y menor concentración. 2. Establezca la diferencia entre solución saturada, insaturada y sobresaturada. 3.Realiza ejercicios donde apliques la clasificación de las soluciones * 4. Diseña un cuadro sobre la forma como se expresan las concentraciones de las soluciones en Unidades Físicas 5.Realiza los siguientes ejercicios: a. Para preparar una solución al 15% en peso de KMnO4¿ Cuántos grs de KMnO4 son necesarios? b. Al disolver 40 grs de KClO3 en 70 cc de agua ¿Cuál será la concentración de la solución? c. ¿Cuántos grs de NaCl habrán en 120 cc de una solución al 15% P/V? d. ¿ Cuál es el porcentaje de una solución de NaOH si en 60 ml de ella hay 3 gr de NaOH? e. ¿Calcule el porcentaje de soluto en una solución que contiene 3ml de Metanol en 200 ml de H 2O. ACTIVIDAD EXTRACLASES 1. Investiga cual es la importancia de las soluciones,
2. En tu vida cotidiana donde tienen usos éstas. 3, De las formas de expresar las concentraciones en tu concepto cual es la que más se utiliza. MARCO TEÓRICO FORMAS DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES EN UNIDADES QUÍMICAS. En unidades químicas las concentraciones se expresan en: a. Molaridad = M, corresponde al número de moles de soluto por cada litro de solución. Moles de soluto Moles n M = ____________ = __________ = ______ Lts de solución Lts Lts solución n = # moles Ejemplo : 1. ¿Cuál es la Molaridad de una solución cuando se disuelven 19 gr de Ca(OH) 2 en 0,5 lts de solución? Cantidad dada = 19 gr de Ca(OH)2 0,5 lts de solución Cantidad Requerida= Molaridad W n= ------ = Pm
W = masa en gr dada problema ------Pm = peso molecular sustancia dada
Peso 1 Mol Ca(OH)2 = 74,09 gr Ca(OH)22 Convertimos los gr de Ca(OH)2 a Moles o sea: 1 Mol Ca(OH)2 19 gr de Ca(OH)2 = -------------------- = 0,25 Moles Ca(OH)22 74,09 gr Ca(OH)2 # Moles soluto 0,25 Moles Ca(OH)2 0,5 Moles/ lts = 0,5 M. M = ----------------- --- = ------------------------------- = Volumen 0,5 lts
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 9 de 12
b. Molalidad ( m) Es el número de moles de soluto contenido en un kg. de solvente .Una solución formada por 98 gr de H2SO4 y 1.000 gr de H2O es una solución 1 molal (1m), o una solución que contiene 4 moles de NaCl en 1.000 gr de H2O es 4 molal o (4m)
# Moles soluto Molalidad = m = --------------------Kg. solvente Ejemplo. Se disuelven 147 gr de H2SO4 en 750 ml de H2O ¿ Calcular la concentración molal de la solución? Encontramos los moles de H2SO4 que hay en 147 gr del mismo ácido? Cantidad dada = 14 gr de H2SO4 750 ml de H2O Cantidad Requerida= Molalidad
147 gr H2SO4 X
1 Mol H2SO4 ------------------= 1,49 Moles H2SO4 98 gr H2SO4
750 ml de H2O = 750 gr H2O = 0,750 kg. H2O teniendo en cuenta la ecuación y reemplazando: # Moles de soluto m= ------------------------Kg solvente
1.49 Moles H2SO4 m= ---------------------
= 1,98 Moles/Kg= 1,98 m.
0,750 Kg H2SO4
Normalidad Se representa por N y es el número de equivalentes gramos de soluto contenidos en un litro de solución. # equivalente gr de soluto N = -------------------------------------Litro de solución El peso equivalente gramo de un compuesto es la cantidad expresada en gramos que puede sustituir a 1,008 gr de hidrógeno o también la cantidad en gramos que contiene, reemplaza o reacciona con el # de Avogadro de átomos de hidrógeno. Para hallar el peso equivalente gramo de un compuesto se halla el cociente del peso molecular por su carga total positiva o negativa sin tener en cuenta el signo. Para los Ácidos: Un equivalente gramo de H3PO4 se halla así: Un mol de H3PO4 tiene una masa de 98 gr y su carga positiva es 3. 1 Mol H3PO4 98gr 1 equi- gr de H3PO4 = ------------------ = ------------ = 32.66gr H3PO4 3 3
Para Bases: 1 mol de Ca(OH)2 1 equi–gr de Ca(OH)2 = -------------------- = 2
74,1 gr --------2
= 37.05gr Ca(OH)2
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 10 de 12
Para Sales: 1 Mol Na2SO4 142,02 1 equi- gr Na2SO4 = --------------- = ------------- = 71,01 gr Na2SO4 2 2 Ejemplo: Hallar la Normalidad de una solución formada por 30 gr de HNO3 en 0,7 lts de solución. Cantidad dada = 30 gr de HNO3 0,7 lts de solución. Cantidad dada = Normalidad 1 Mol HNO3 63,041 gr 1 equi-gr HNO3 = ------------------ = ---------------- = 63,014 gr HNO3 1 1 Encontramos el número de equivalentes gr de HNO3 que hay en 30 gr del mismo ácido. 30 gr HNO3 # equi-gr ---------------- X 1 equi-gr HNO3 = 0,47 equi-grHNO3 63.014 gr HNO3 esto es igual a decir 30 gr HNO3 X
1 equi-gr HNO3 ---------------------= 0,43 equi-gr HNO3 63,o14gr HNO3
equi-gr soluto 0,47 equi-gr HNO3 0,67 equi-gr N= ------------------= ------------------------ = ---------- = 0,67 N Lts solución 0,7 lts solución lts Averiguar otros modelos para la realización de estos problemas.
CONCEPTOS CLAVES Debes manejar concepto y equivalencia de Molaridad , Molalidad y Normalidad EJERCICIO VII 1.¿Qué volumen de una solución 2 M, de cualquier sustancia son necesarios para obtener 0,8 Moles de soluto? 2¿Cuántos gramos de Cloruro de sodio se necesitan para preparar 4 lts de solución 1M? ¿Cuántos para preparar 2 lts de solución 0.75 M? 3.Se disuelven 6 gr de NaSO4 en agua hasta obtener 320cc de solución. ¿Cuál será la Molaridad de la misma? 4.Se tienen preparados 68 cc de solución 3 M de Ca(OH)2.Determina la Cantidad de soluto contenidos en: a. Moles b. Gramos. 5.Determina la Molalidad (m) de una solución si se disuelven 50 gr de Al(OH)3 en 500 gr de H2O 6. Se disuelven 2,5 gr de sulfato de cobre (II), CuSO 4 en agua hasta obtener 670 cc de solución. ¿Cuál será la Normalidad de las solución. 7.¿Cuántos gr de H3PO4 son necesarios para preparar: a. 1,7 lts de solución 1.5N? b. ¿Cuántos para preparar 3,4 lts de solución 0,75 N? 8. ¿Cuántos equi-gr y grs de HCL se encuentran en 860 cc de solución 3,5 N de HCl? ACTIVIDAD EXTRACLASES Realiza una comparación entre las formas de expresar las concentraciones en unidades químicas dadas y establece las diferencias que presentan y que aplicaciones que tienen cada una.
MÓDULO QUÍMICA 10°
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 11 de 12
MARCO TEÓRICO FORMAS DE EXPRESAR CONCENTRACIONES EN UNIDADES QUÍMICAS. PARTES POR MILLÓN , FRACCIÓN MOLAR. Partes por Millón. Es un método comúnmente usado para expresar concentraciones de soluciones diluidas en partes por millón o ppm. Esta unidad se define como el número de mg de solutos presentes en un Kg de solución. Para soluciones acuosas, donde un Kg de solución tiene un volumen aproximado de un litro se puede emplear la relación: ( Partes por millón) ppm = mg de soluto/ lts de solución Ejemplo: +2 +2 Una muestra de 350 ml de agua contiene 1,5 mg de ión magnesio Mg .¿Cuál es la concentración de Mg en ppm? Cantidad dada = 350 ml de Agua +2 1,5 mg de ión magnesio Mg Cantidad requerida= [
] Mg+2 ppm = ?
350 ml H2O 350ml X 1 litroH2O ----------- = 0,35 lit H2O 1.000ml H2O mg de soluto ppm = ---------------------lts de solución +2
1,5 mg de Mg ppm = --------------- = 4,28 mg/lts H2O = 4,28 ppm 0,35 lts H2O +2 La concentración de Mg en ppm es 4,28 ppm Fracción Molar.= X . Son los moles de cada componente en una mol de solución. La suma de las fracciones molares de los componentes de una solución es igual a 1 o sea es el cociente entre el # de moles de un componente de la mezcla y el # total de moles de todos los componentes. La Fracción molar por lo general se denomina X. Ejemplo: Se disuelven 15 gr de Glucosa en 115 gr de ¿ Determinar las fracciones molares de los componentes de la solución? Cantidad dada = 15 gr de C6H12O6 115 gr de H2O Cantidad requerida= X de Glucosa X de H2O Moles del componente Fracciones Molares = -------------------------Moles totales de la solución 1 Mol de C6H12O6 = C6= 12 gr X 6 = 72 grs H12 = 1 gr X12 =12 grs O6 = 16 gr X 6= 96 grs --------180 grs
GAF-123-V1 20-01-2012 Página 12 de 12
MÓDULO QUÍMICA 10° # de Moles de Glucosa Fracción Molar de la Glucosa = ------------------------------Moles totales de la solución
1 Mol de C6H12O6 15 gr de C6H12O6 X ---------------------- = 0,083 Moles de C6H12O6 180 gr de C6H12O6 1 Mol de H2O = 18 gr de H2O 1 Mol de H2O 115 gr de H2O X ------------------- = 6,38 Moles de H2O 18 gr de H2O
Fracción Molar de la Glucosa =
0,083 moles C6H12O6 ------------------------ = 0,083Moles + 6,38 Moles
0,083 Moles -------------6,463 Moles
=0,012
Moles del agua 6,38 Moles H2O Fracción Molar del Agua = ----------------- = ---------------------= 0,98 Moles total 6,463 Moles de solución 0,98 + 0,012 -------------0,992 aproximadamente 1 valor de la suma de la fracción Molar. CONCEPTOS CLAVES Debes dominar conceptos de partes por millón, fracción Molar y aplicarlo en la solución de ejercicios. EJERCICIO VIII Consigna en tu cuaderno: 1..Calcule los ppm para: a.4 mg de F- en 500 ml de H2O + b.30 mg de Na en 500 ml de H2O -2 + c.1 6 x 10 mg de Cu en 800 ml de H2O d.2. 200 ml de KCl en 100 ml de H2O 2. Una solución contiene 50 grs de KCl y 40 grs de H2O ¿ Cuáles son las fracciones Molares del H 2O y del KCl? 3. Se disuelven 30 gr de NaOH en 150 gr de H2O. ¿Determinar la fracción Molar para los componentes de la solución? ACTIVIDAD EXTRACLASES Diseña un taller donde aplique las temáticas dadas BIBLIOGRAFÍA Y DIRECCIONES ELECTRÓNICAS (PARA SABER MÁS) www,visionlearning.com www.luventicos.org/articulos Química y Ambiente 10 MacGraw Hill Química 10 Educar Editores