Química 2 BGU - muestra editorial - Maya Educación by Maya Educación

QuĂmica Armendaris

2 BGU

Información personal Nombre: Dirección: Teléfono: E-mail: Colegio: Curso: Ciudad:

Celular:

Presentación Maya Ediciones es una editorial ecuatoriana que tiene un importante recorrido en la producción de textos escolares de calidad desde hace más de 20 años y ha sido ganadora por múltiples ocasiones de las licitaciones a los mejores textos que el ministerio de Educación entrega a los estudiantes de instituciones fiscales. En esta ocasión, hemos asumido el reto de elaborar una serie de textos de Química para primero, segundo y tercer curso de Bachillerato General Unificado que cumpla con los lineamientos pedagógicos, científicos y de diseño que establece el Ajuste Curricular del ministerio de Educación. En este contexto, este proyecto editorial tiene la finalidad principal de que los estudiantes adquieran las destrezas necesarias para desarrollar el pensamiento científico y los valores. Para lograrlo, hemos desarrollado una estructura de texto que complementa el desarrollo de conceptos científicos actualizados y significativos, con abundantes talleres, evaluaciones, prácticas de laboratorio y proyectos de emprendimiento que fomenten en los estudiantes la adquisición de las habilidades necesarias para un mundo exigente y en constante cambio. Desde la dimensión pedagógica, el texto trabaja con preguntas que desarrollan los aprendizajes significativos; tenemos también secciones que permiten lograr en los jóvenes la adquisición de una visión global de la ciencia como: Conexión con las TIC, Interdisciplinariedad y Buen Vivir. Hemos diseñado estos elementos adaptándolos a las necesidades, intereses y posibilidades del joven. No hemos querido dejar de lado desarrollar textos con un enfoque comunicativo, que brinden al estudiante la oportunidad de escribir, leer, investigar e interesarse por el mundo de la ciencia y la tecnología; para ello tenemos las secciones de Cómo se investiga en Química, Ciencia, Tecnología y Sociedad; y La Química y las profesiones. Esperamos que este material se constituya en un espacio de lectura científica, análisis, reflexión, acción crítica, aplicación y transformación de la realidad. Cordialmente, La editorial 3

Conoce tu libro Es una doble página que contiene una imagen motivadora relacionada con los temas a tratarse, un texto introductorio y los objetivos de la unidad.

La Química y las profesiones

Ácidos y bases

El ingeniero en acuacultura Este profesional utiliza técnicas de producción empleadas en el cultivo de especies bioacuáticas, por lo tanto, es un experto en el tratamiento y metodologías para la utilización de suelos y aguas. El ingeniero en acuacultura conoce sobre las dietas de larvas y alevines, además de manejar la biotecnología. Está en capacidad de prevenir enfermedades de las especies bioacuáticas y de planificar y administrar una industria acuícola. Realiza investigación y transferencia de nuevas tecnologías para mejorar la producción y prevenir los riesgos ambientales. Tiene habilidades para experimentar de forma adecuada y analizar los datos e información obtenidos en diversas áreas, tanto económicas o comerciales, como ambientales y de producción en un contexto global. shutterstock, (2016). 204078076

Contenidos científicos y pedagógicos

Química de disoluciones sistemas dispersos: desalinización

Saberes previos Comenta con tus compañeros qué sabes acerca de las aguas de los mares y océanos.

Inician con la destreza con criterio de desempeño al empezar cada tema. Luego tenemos Saberes previos con preguntas de Aprendizaje Significativo, que relacionan el nuevo conocimiento con las experiencias previas del alumno. Debajo va una pregunta de Desequilibrio cognitivo, que cuestiona los conocimientos que posee el alumno y lo desestabiliza con el fin de que reconstruya esa información.

1. O.CN.Q.5.1. Reconocer la importancia de la Química dentro de la ciencia y su impacto en la sociedad industrial y tecnológica para promover y fomentar el Buen Vivir asumiendo responsabilidad social. 2. O.CN.Q.5.4. Reconocer, a partir de la curiosidad intelectual y la indagación, los factores que dan origen a las transformaciones de la materia, comprender que esta se conserva y proceder con respeto hacia la naturaleza para evidenciar los cambios de estado. 3. O.CN.Q.5.9. Reconocer diversos tipos de sistemas dispersos según el estado de agregación de sus componentes, y el tamaño de las partículas de su fase dispersa, sus propiedades y aplicaciones tecnológicas y preparar diversos tipos de disoluciones de concentraciones conocidas en un entorno de trabajo colaborativo utilizando todos los recursos físicos e intelectuales. 4. O.CN.Q.5.11. Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información sobre las propiedades físicas y las características estructurales de los compuestos químicos para construir nuestra identidad y cultura de investigación científica.

Desalinización y desalación

Desequilibrio cognitivo

Disociación ácido-base • Ion oxonio • Ion hidróxido

Soluciones: Concentración molar de iones oxonio e hidróxido

Definición de ácidos y bases según: • Arrhenius • Bronsted y Lowry • Lewis

Fuente: Maya Ediciones, 2016.

El proceso de desalinización y su importancia

Interdisciplinariedad

La riqueza hidrológica de nuestro país no es una la realidad para el resto del planeta. En el mundo hay enormes territorios desérticos, donde este recurso preciado está completamente ausente. Un ejemplo de esto se evidencia en los países vecinos de Perú y Chile, donde se encuentran los desiertos del Nazca y Atacama, este último conocido por ser el lugar más seco de la Tierra.

Química y Geografía

La desalinización es un proceso en el cual se extrae la sal del agua para lograr su purificación. Se diferencia de la desalación debido a que en este procedimiento se extrae la sal, tanto del agua como de cualquier material.

¿Sabías que el agua de consumo humano no es agua pura? El agua que tomamos lleva en su interior mínimas concentraciones de sales; su pH no es neutro, es ligeramente básico.

Diferencias Desalación: quitar la sal del agua y otros materiales.

Desalinización: quitar la sal del agua.

TIC En el siguiente enlace puedes descargar el mapa hidrológico del Ecuador, elaborado en 1988.

Pese a su diferencia, en algunos ámbitos, estos términos se utilizan indistintamente, como lo hace la UNESCO y su Programa Hidrológico Internacional, en su documento técnico PHI-VII N.° 33 del año 2013, donde los utiliza para explicar los procesos de extraerle al agua la sal que contiene.

www.mayaediciones.com/ 2quim/p94

ab c

Acidez y basicidad

Cálculo de pH

El Diccionario de la RAE define la desalación como el proceso de quitar la sal a cualquier producto, no solo al agua salada. Este es un concepto más amplio y menos preciso que el término desalinización, el cual se emplea para definir la acción de quitar la sal al agua […] desalación y desalinización se entenderán como términos indistintos. (UNESCO, 2016, pág. 7).

Glosario

acuífero. Estructura subterránea que contiene reservas de agua.

Mapa de cuencas hidrográficas, (2016). www.issuu.com

Abastecimiento de agua dulce en Ecuador

En nuestro país, es muy común encontrar varias fuentes de agua dulce. El Ecuador es poseedor de una riqueza hidrológica importante; desde sus cordilleras nacen los afluentes que van a alimentar al río Amazonas o a los ríos que van desembocar en el océano Pacífico. En el país, tenemos también muchos acuíferos y épocas lluviosas muy bien distribuidas durante todo el año.

Las 3/4 partes de la superficie de la Tierra están cubiertas de agua; de esta proporción, solo el 3% es agua dulce. Distribución de agua en la superficie de la Tierra

 Desierto de Atacama, Fuente: personal. 3% agua dulce

Pese a que casi en todo el territorio ecuatoriano encontramos fuentes de agua dulce, existen sectores donde hay escasez de este recurso; por ejemplo, en las islas Galápagos, en la zona desértica de Palmira y en algunas islas y zonas costeras del territorio continental.

97% agua salada

En muchos lugares, el proceso de desalinización de las aguas de mar es de suma importancia, porque a partir de él se puede proveer a la población de agua dulce para el consumo humano, agrícola e industrial.

Comenta con tus compañeros sobre esta realidad.

Etapas de desalinización Cualquiera que sea el método empleado para desalinizar el agua, se realizan en las siguientes etapas: 1. Captación de aguas para desalinización, depende de la fuente, generalmente agua de mar.

Depósito de almacenamiento de agua potable Bombeo

2. Pretratamiento, filtración para eliminación de contaminantes insolubles.

Etapas de desalinización, (2011). www.youfacebookclip.com

Los opuestos presentan un aspecto extremo, incluso ese aspecto permite que uno complemente a otro y, en conjunto, formen nuevas realidades. Así, los ácidos se complementan con las bases o álcalis, buscando neutralidad.

En el siguiente enlace podrás encontrar mayor información sobre la carrera: www.espol.edu.ec/es/facultades/FIMCBOR/ carrera/ingenieria-en-acuicultura

Objetivos

shutterstock, (2016). 248374732

n el universo siempre encontramos los opuestos y los complementarios: la carga positiva y la carga negativa, lo duro y lo blando, lo denso y lo ligero, el calor y el frío. El caso de las sustancias no podía ser la excepción: así, lo opuesto al metal es un no metal, lo opuesto al enlace polar es un enlace no polar y lo opuesto al carácter ácido es el carácter básico.

Puerta desaladora

3. Aplicación de técnicas de desalación.

Toma y bombeo de agua de mar

4. Acondicionamiento químico, eliminación o agregación de sustancias químicas que permitan obtener un agua apta para el consumo humano.

3 4

5. Mantenimiento, limpieza y conservación en depósitos apropiados. Control de calidad.

A continuación viene el desarrollo de contenidos. Estos se apoyan en fotografías, organizadores gráficos, diagramas, esquemas e ilustraciones pertinentes. La estructura de un tema es: 3 páginas de contenidos + 1 página para desarrollo de destrezas.

Maya Ediciones, (2016). Pastel estadístico

En el Ecuador, las universidades que ofertan esta carrera son la Universidad Técnica de Machala, la Universidad Técnica de Manabí, la Universidad Estatal de la Península de Santa Elena y la Escuela Superior Politécnica del Litoral.

shutterstock, (2016). 171416591

En la página derecha tenemos La Química y las profesiones, espacio para hablar sobre una carrera universitaria vinculada a la Química. Allí constan universidades ecuatorianas que ofertan la carrera en cuestión. También está ¿Qué vamos a aprender?, una síntesis de los conceptos más fundamentales a desarrollar en la unidad.

UNIDAD

shutterstock, (2016). 379407448

Apertura de unidad

Fuente: Maya Ediciones, 2016.

 Etapas de desalinización

Secciones variables

Química de disoluciones • Ejercicios resueltos y propuestos: para que y sistemas dispersos puedas dominar varias destrezas. • TIC: se utiliza como herramientas de investigación y también para reforzar aprendizajes mediante tutoriales, videos y portales especializados. • Interdisciplinariedad: para que relaciones química y arte, química y poesía, química e inglés, química y geometría, etc. • Buen Vivir: contiene textos del Plan Nacional del Buen Vivir (2013-2017), la Constitución, etc. • Laboratorios caseros: son experiencias muy cortas y sencillas, para desarrollarse con material casero. • Estrategias de investigación: sección donde se anotan recomendaciones para aprender a resolver un problema de forma metódica.

Soluciones electrolíticas

Saberes previos

Se denominan electrolitos a las sustancias que al disociarse en iones son capaces de conducir la corriente eléctrica. Mientras más se disocie una sustancia, su conductibilidad eléctrica será mayor. Debido a esta propiedad, las sustancias que se disuelven en agua se clasifican en:

Explica: ¿qué sucede cuando se pone jugo de limón en la infusión de té?

shutterstock, (2016). 105375986

La disociación es un proceso físico-químico mediante el cual un compuesto se separa en partes.

Desequilibrio cognitivo

¿Qué sucede con las moléculas del agua para ocasionar que un ácido y una base se disocien?

TIC

Ingresa en esta URL y descarga el simulador de molaridad. Prueba preparando soluciones de diferentes concentraciones molares. www.mayaediciones.com/ 2quim/p36

Buen Vivir

Norma Inen 2266 en donde se clasifica a los materiales Clase 8: Material corrosivo: “Sustancia o residuo cuya acción química ocasiona destrucción visible en la piel o alteración irreversible en las superficies con las que toma contacto. Ejemplo: ácidos inorgánicos, cáusticos, halógenos (F, Cl, Br)”

(Instituto Ecuatoriano de Normalización, 2013)

Cuando los ácidos y las bases, entre ellas los hidróxidos, forman una solución con el agua, se disocian.

Disociación iónica Se denomina disociación iónica al proceso donde una sustancia se separa en los iones que la conforman. Esta separación puede darse por fusión del sólido iónico o por disolución acuosa. Disociación iónica en medio acuoso “Separación de un soluto en iones cuando el soluto se disuelve en agua” (Timberlake & Timberlake, 2008, págs. I–6). En el caso de los ácidos, las bases y algunas sales la disociación iónica se produce generalmente cuando se hallan disueltos en agua. Para expresar esta condición se utilizan los símbolos (ac) como subíndice o H O . 2

Para que una sustancia tenga la propiedad de disociarse, debe contener en su molécula uno o más enlaces iónicos o covalentes polares. Las sustancias cuyos enlaces son solo de tipo covalente no polar, no experimentan disociación. La capacidad de disociarse aumenta según aumenta el carácter polar o iónico de la sustancia. Enlace covalente no polar

Enlace covalente polar

Enlace iónico

Electrolitos débiles

No electrolitos

Electrolitos fuertes

• Electrolito fuerte. El soluto se disocia completamente en el agua. Ejemplos: ácido nítrico, hidróxido de potasio, cloruro de sodio. • Electrolito débil. Solo una cierta cantidad de moléculas del soluto se disocian. Ejemplos: vinagre, hidróxido de aluminio. • No electrolito. Las moléculas del soluto no se disocian. Ejemplo: azúcar, alcohol. Disociación del agua El agua es un electrolito sumamente débil, solo 1 de cada 10 millones de moléculas del agua puede disociarse. Aparentemente es una cantidad muy pequeña de moléculas de agua disociadas, sin embargo, estas moléculas disociadas son las que permiten que los ácidos y las bases puedan presentar las propiedades que caracterizan a cada uno. La disociación del agua pura involucra a dos moléculas, una que se separa en sus iones y la otra que se adhiere al protón (H+). H2O H2O 2 moléculas de agua

disociación

H+ H2O Catión o protón y 1 molécula de agua

shutterstock, (2016). 345171299

Disociación

+ OH Anión hidróxido –

 El vinagre es un electrolito débil.

Laboratorio casero Coloca un hielo en un recipiente metálico y añade unas cucharadas de sal, observa lo que sucede en el exterior del recipiente.

Interdisciplinariedad Química y Matemática Matemáticamente, una función (f) es una relación entre un conjunto dado por la variable independiente X y otro conjunto de elementos de la variable dependiente Y.

Aumenta la capacidad de disociación

Disociación del compuesto → anión + catión

Solución iónica Una solución iónica se forma cuando el soluto se disocia en sus iones. Los ácidos, las bases y muchas sales pueden formar soluciones iónicas. Una de las características de estas soluciones es su capacidad para conducir la corriente eléctrica. El proceso de disolución de soluciones iónicas pude ser endotérmico o exotérmico. Exotérmico: libera energía, por ejemplo, al disolver hidróxido de sodio en agua.

Endotérmico: absorbe energía, por ejemplo, al disolver sal de mesa en agua.

2H2O 2 moléculas de agua

H 3 O+ disociación

Ion oxonio

+ OH– Ion hidróxido

En muchos textos, al ion H3O+ se lo denomina ‘hidronio’. La IUPAC recomienda no utilizar esta denominación y recalca el nombre de oxonio. Así: “aquahydrogen(1+); oxonium (not hydronium)” (IUPAC, 2005, pág. 309).

Evaluación Formativa

Los hidróxidos se obtienen por reacción directa y espontánea de los óxidos básicos con agua, la reacción en muchos casos es claramente exotérmica.

reacción exotérmica (–∆H). Reacción en la que existe manifestación de energía en diferentes formas: calor, electricidad, luz, movimiento.

 Reacción violenta del sodio con el agua.

Química 1 Colección Herramientas, (2013). Reacción de sodio con agua

ab c

reacción endotérmica (+∆H). Proceso en el que se necesita añadir energía para que se produzca un cambio químico.

Plantea la fórmula o el nombre que corresponda y llena los casilleros vacíos. Fórmula

CaO + H2O → Ca(OH)2 – ∆H

Glosario

Nombre sistemático

Nombre stock

Nombre tradicional

Fe (OH)2 Trihidróxido de aluminio

Ni2O3 + 3H2O → 2Ni(OH)3 – ∆H

Hidróxido de cobre (II) Hidróxido de cobre (II)

Los hidróxidos también pueden obtenerse por reacción directa de los metales con el agua. En el caso de los alcalinos, esta reacción es violenta, en algunos casos explosiva: 2Na + 2H2O → 2Na(OH) + H2 – ∆H

Descomposición de hidróxidos Los hidróxidos pueden descomponerse en sus elementos a través de la electrólisis, es decir, a través de una reacción endotérmica. Esta es una de las técnicas que se utilizan para obtener los metales alcalinos.

CE.CN.Q.5.12. Explica la importancia de las reacciones ácido-base en la vida cotidiana, respecto al significado de la acidez, la forma de su determinación y su importancia en diferentes ámbitos de la vida y la determinación del pH a través de la medición de este parámetro en varias soluciones de uso diario, y experimenta el proceso de desalinización en su hogar o en su comunidad como estrategia de obtención de agua dulce.

Establece la ecuación balanceada de la síntesis del hidróxido de vanadio (V), hidróxido de litio, hidróxido de radio, a partir de sus óxidos básicos.

4K(OH) → 4K + O2 + 2H2O + ∆H

Usos de los hidróxidos Dependiendo del grado de alcalinidad o basicidad, a los hidróxidos se los emplea en laboratorios cosmetológicos, farmacéuticos, mecánicas, etc.

electrólisis. Rompimiento de una molécula utilizando la electricidad.

Los hidróxidos son sustancias altamente reactivas, reaccionan exotérmicamente con los ácidos para formar sales. Esta propiedad es aprovechada por el ser humano para la fabricación de pilas alcalinas.

caciones biomédicas, se usa como antiácido, en el tratamiento de gastritis por excesso de secreción de jugo gástrico, como antiperspirante, en la fabricación de dentríficos y como emulsificator.

flujo de electrones Carga hidrógeno

Diversidad funcional en el aula

Trabajo colaborativo Arma grupos de trabajo con tus compañeros y elaboren una lista sobre la utilidad de las pilas alcalinas que venden en el mercado.

____________________________________________________________ hidroxilonas

ánodo

electrólito

cátodo

Si trabajan con un compañero con discapacidad, eviten compararle con otros alumnos de forma negativa.

Estrategias de investigación

Actividad investigativa Indaga: ¿qué son las curtiembres y para qué utilizan el hidróxido de sodio en esos lugares? ____________________________________________________________

Oxígeno

Agua

 Hidróxido de magnesio. Se encuentra en la naturaleza en el mineral brucita. Como suspensión de agua se conoce como leche de magnesia, es componente común de laxantes y antiácidos. A nivel industrial se usa para neutralizar las aguas residuales ácidas.

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 Hidróxido de aluminio. Tiene muchas apli-

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Pila de Combustible Alcalina

____________________________________________________________ ____________________________________________________________

Una buena manera de encontrar información acerca de lo que buscas es establecer los términos claves, como “curtiembre” e “hidróxido de sodio” que están vinculados directamente con el tema de investigación.

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Ciencia, tecnología y sociedad shutterstock, (2016). 428168554

El hidróxido de potasio es utilizado como electrolito.

Pasta de manganeso diosido Barra de carbono (Electrodo positivo)

Para diferenciarlas se coloca una “L”.

¿Qué hacer con las pilas usadas para no contaminar el ambiente?

Laboratorio

• Universidades reconocidas como la Universidad de Princeton, donde Albert Einstein enseñaba. • Centros de investigación estatales como la NASA y CERN • Organismos internacionales como la IUPAC • Revistas científicas que forman parte de redes como la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal. Algunos sitios donde puedes encontrar publicaciones indexadas son:

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Electrólito

Cuando se realiza una investigación científica es necesario recurrir a fuentes adecuadas de información indexada, entre estas fuentes podemos contar con las publicaciones realizadas por:

Las pilas alcalinas son más resistentes y duran más que otras pilas.

Tapa de metal

La investigación es el eje de las ciencias exactas y naturales. Esta página te ayudará a aprender metodologías y técnicas que te permitan indagar de una forma sistemática.

Las publicaciones indexadas son documentos que muestran los resultados de investigaciones y que han sido leídas, analizadas y aceptadas por un considerable número de científicos o profesionales especializados, y que además constan en el índice de instituciones con amplio reconocimiento y veracidad garantizada.

Las pilas alcalinas, contienen mercurio, manganeso y otros metales pesados que contaminen el medioambiente.

Batería de pila seca

¿Cómo se investiga en Química?

Las fuentes de investigación con publicaciones indexadas

KOH + Zn

MnO2 + C

Composición química de la pila alcalina

Espacio de expansión Caja de zinc (Electrodo negativo)

¿Cómo se investiga en Química?

Se conoce como pila a un dispositivo galvánico que obtiene energía eléctrica a partir de una reacción química.

Las pilas alcalinas

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Espacio que desarrolla información en forma de infografía (de tipo periodístico) que te permita visualizar un temas de la unidad.

Llevarlas a los depósitos de pilas usadas.

No tirarlas, ni quemarlas, recolectarlas en frascos de plástico.

Reciclar y disminuir su consumo.

Vincula los conocimientos teóricos con los prácticos a través de experiencias de aprendizaje novedosas, desarrolladas a través del método científico.

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Ciencia, Tecnología y Sociedad

shutterstock, (2016). 471050654

Incluye Trabajo colaborativo, actividad para ser trabajada en equipo. Diversidad Funcional en el aula, con recomendaciones para trabajar con estudiantes con discapacidad. Actividad investigativa, en la que se orientará la investigación en diversas fuentes, acompañado de Sugerencias para investigar.

Evaluación formativa

Formación de los hidróxidos Síntesis de hidróxidos

shutterstock, (2016). 75071563

Desarrolla las destrezas que establece el Ajuste Curricular. Incluyen actividades constructivistas en las dimensiones cognitiva, afectiva y psicomotriz que inviten a la reflexión, acción crítica, comprensión profunda, desarrollo de valores, aplicación y transformación de la realidad.

Existen sitios web donde puedes encontrar publicaciones científicas indexadas.

• • • • •

http://www.latindex.unam.mx/biblioteca/ indihemero.html http://bddoc.csic.es http://www.scielo.org/php/index.php http://www.springer.com/ https://www.ebscohost.com/

Sitios web donde encuentras publicaciones indexadas de Química.

• • • • • •

IUPAC http://www.iupac.org/ Red Latinoamericana de Química http://www.relaq.mx/ RLQ/revistas.html Nobel Prize http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/fields.html Revista cubana de Química http://ojs.uo.edu.cu/index.php/cq Revista colombiana de Química CERN http://home.cern/scientists

Todas las univeridades de prestigio son sitios donde puedes encontrar textos, tesis, monografias y artículos científicos.

• • • • • •

Busca en los repositorios digitales de sitios web de las univeridades ESPE, http://www.espe.edu.ec/portal/portal/main.do?sectionCode=118 UCE http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/36 PUCE http://www.puce.edu.ec/ ESPOL http://cipat.espol.edu.ec/ UEA http://biblioteca1.uea.edu.ec/

• Ingresa en http://www.latindex.unam.mx/biblioteca/indihemero. html, y busca una revista científica ecuatoriana que contenga publicaciones indexadas. Exponla ante la clase y establece sus características académicas.

Recolecta con tus compañeros las pilas desechadas, colóquenles en botellas PET y luego llévenlas a los sitios de recolección.

Proyecto de emprendimiento

El BGU solicita formar a los jóvenes para el emprendimiento. El proyecto está referido a los temas tratados en la unidad y se relaciona con alguna actividad productiva, con estrategias de producción y comercialización.

TIC

Evaluación sumativa

Se desarrolla un software libre para la enseñanza de Química, con todos los procedimientos. 1

Evaluación sumativa

Deduce y explica cuál de estas reacciones requiere que se suministre energía de activación para que se realice.

Prueba de base estructurada

Con base a la ecuación del ejercicio 3 establece la expresión para calcular la constante de equilibrio químico Kc y determina su valor con los datos que se detallan a continuación: Datos

Resolución

PH2: 0,3 atm, PH2O: 3,4 atm PN2: 0,5 atm PNO: 1,5 atm

a. La oxidación de la vitamina C b. La neutralización del ácido ascórbico c. La explosión de la dinamita

a. 8,1 x 10–3 b. 0,125

__________________________________________

Los criterios de evaluación encabezan el desarrollo de cada pregunta/actividad. se trabaja actividades de Hetero, Co y Autoevaluación. Cierra con una tabla de Metacognición, que le permite al estudiante reflexionar sobre cómo aprende, verificar sus logros y debilidades para retroalimentar su propio aprendizaje.

__________________________________________

Clasificación

Oxidación de una manzana

Explosión de la nitroglicerina Descomposición del peróxido de hidrógeno

__________________________________________ __________________________________________

Establece la ecuación directa e inversa del siguiente sistema en equilibrio y plantea la expresión para calcular la constante de equilibrio químico.

__________________________________________

Descomposición del bicarbonato de sodio en agua

CE.CN.Q.5.11. Analiza las características de los sistemas dispersos según su estado de agregación y compara las disoluciones de diferente concentración en las soluciones de uso cotidiano a través de la experimentación sencilla.

Identifica las consecuencias que produce la contaminación del aire en el deterioro de la salud.

2NO(g) + 2H2(g) ↔ N2(g) + 2H2O(g)

Reacción inversa

206

Analiza: ¿cuál de estas sustancias tóxicas no produce el efecto invernadero?

a. La velocidad de formación de los reactivos es igual en sentido derecho. b. La velocidad de formación de los productos es igual cero. c. La velocidad de formación de los reactivos y la de los productos es igual a cero. d. La velocidad de formación de los reactivos y productos es igual en ambos sentidos.

Deduce ¿cuál de estas sustancias contamina los suelos y los cuerpos de agua? a. Los lixiviados b. Las partículas PM10 c. Las partículas PM2,5 d. El monóxido de carbono Respuestas A 1. 2. 3. 4.

5. 6.

Autoevaluación Contenidos

shutterstock, (2016). 248190283

Reacción directa

Analiza: un sistema se encuentra en equilibrio químico cuando:

Deduce: ¿cuál de estos factores no modifica la velocidad de reacción?

a. Compuestos CFC b. Óxidos de nitrógeno c. Sustancias aerosol d. Óxidos de azufre

Coevaluación Arma grupos de 5 personas y propongan estrategias para disminuir la contaminación del aire en la comunidad educativa. Valoren la eficacia de sus estrategias luego de un mes de su implementación.

c. 15,12 d. 15,43

a. La temperatura a la cual el líquido hierve. b. El aumento de la temperatura. c. La pulverización de los reactivos sólidos. d. El aumento de las colisiones efectivas.

Clasifica los siguientes cambios químicos como: instantáneos, rápidos, lentos. Cambio químico

Determina el valor de Kc en la obtención del amoniaco a partir de sus elementos. Experimentalmente se sabe que a 500°C, las concentraciones de las especies químicas involucradas es la siguiente: hidrógeno 0,50 M; nitrógeno 0,98 M; amoniaco 0,09 M.

Reconozco las implicaciones éticas de los descubrimientos científicos. Implemento prácticas ecológicas en mi cotidianidad. Transmito a otras personas la importancia del cuidado del medioambiente.

Siempre A veces Nunca

Metacognición Trabaja en tu cuaderno: • ¿Qué aprendiste en esta unidad? • ¿Cómo lo aprendiste? • ¿En qué lo puedes aplicar?

207

Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Conoce tu libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Índice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 ¿Cómo piensan y trabajan los científicos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Destrezas con criterio de desempeño que se cumplen en este texto . . . . . . . . 14 BC 3

Índice

BC 2

BC 1

BC 2

Unidad 3

BC 3

BC 3 BC 2

BC 3

BC 2

Unidad 1

Hidróxidos y ácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Las reacciones químicas y sus ecuaciones. Compuestos químicos . . . . 18 Funciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Funciones químicas inorgánicas . . . . . . . 20 Formación de compuestos químicos: hidróxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Nomenclatura de los hidróxidos . . . . . . 23 Formación de los hidróxidos . . . . . . . . . . 24 Formación de compuestos químicos: ácidos oxácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Nomenclatura de los ácidos oxácidos . 27 Formación de ácidos oxácidos . . . . . . . . 28 Química de disoluciones y sistemas dispersos. Disociación . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Soluciones electrolíticas . . . . . . . . . . . . . . . 31 Disociación ácido-base . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Química de disoluciones y sistemas dispersos. Disoluciones de diferente concentración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Concepto de mol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Concentración molar . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Ciencia, tecnología y sociedad . . . . . . . 38 ¿Cómo se investiga en Química? . . . . . 39 Laboratorio 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Proyecto de Emprendimiento . . . . . . . . 42 Tecnologías de la información y la Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Evaluación sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

BC 2

Sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Formación de compuestos químicos: las sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Sales binarias o halógenas neutras . . . . . 79 Nomencaltura de las sales halógenas . . 80 Formación de compuestos químicos: sales oxisales neutras. Composición . . . 82 Nomenclatura de las sales oxisales . . . . 84 Formación de compuestos químicos. Reacciones de desplazamiento . . . . . . . . 86 Reacciones químicas de neutralización . 87 Balanceo de ecuaciones de neutralización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Las reacciones químicas y sus ecuaciones: sales ácidas y básicas . . . . . . 90 Sales mixtas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Sales dobles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Química de disoluciones y sistemas dispersos: desalinización . . . . . . . . . . . . . . . 94 El proceso de desalinización y su importancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Procesos de desalinización . . . . . . . . . . . . 96 Ciencia, tecnología y sociedad . . . . . . . 98 ¿Cómo se investiga en Química? . . . . . 99 Laboratorio 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Proyecto de emprendimiento . . . . . . . . 102 Tecnologías de la Información y la Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Evaluación sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Unidad 4

BC 1

BC 3

BC 2 BC 3 BC 1

Unidad 2

Ácidos y bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Compuestos químicos: ácidos y bases . . 48 Disociación ácidos y bases . . . . . . . . . . . . 49 Disociación de ácidos fuertes . . . . . . . . . . 50 Teorías de equilibrio ácido-base. Teoría de Arrhenius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Teoría ácido-base según Brönsted y Lowry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Ácidos y bases según Brönsted-Lowry . . 54 Química de disoluciones y sistemas dispersos. Molaridad y grado de disociación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Constante de equilibrio iónico o constante de disociación iónica Kc . . . . 57 La constante de disociación de bases débiles Kb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Química de disoluciones y sistemas dispersos. Producto iónico del agua . . . 60 Valoración de la concentración molar de los iones oxonio e hidróxido . . . . . . . 61 Cálculo de la concentración de los iones hidróxido, iones oxonio e hidróxido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Potencial hidrógeno pH . . . . . . . . . . . . . . . 64 Cálculo del pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Importancia del pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Ciencia, tecnología y sociedad . . . . . . . 68 ¿Cómo se investiga en Química? . . . . . 69 Laboratorio 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Proyecto de emprendimiento . . . . . . . . 72 Tecnologías de la Información y la Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Evaluación sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Oxidación y reducción . . . . . . . . . . . . . . 106 Reacciones de transferencia de electrones: número o índice de oxidación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Estado de oxidación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Cálculo del estado de oxidación . . . . . . . 110

BC 1

2 1 BC 3

BC 1

BC 3 BC 1 BC 1 BC 3 BC 1

BC 2

BC 1

Unidad 5

Los gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Los gases y los otros estados de agregación de la materia . . . . . . . . . . . 142 Postulados de la Teoría Cinéticomolecular de los gases . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Las variables de los gases . . . . . . . . . . . . . . 144 Las reacciones químicas y sus ecuaciones: masa molar y condiciones normales . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 La presión del gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Condiciones normales de los gases y masa molar. Ley de Avogadro . . . . . . . 148 Leyes de los gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Ley de Boyle o Isotérmica . . . . . . . . . . . . . 150 Ley de Charles o Isobárica . . . . . . . . . . . . . 151 Ley de Gay Lussac o Isocora . . . . . . . . . . . 152 Ley combinada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Ley Dalton de las presiones parciales . . 155 Presiones parciales y fracción molar . . . 156 Ecuación general del estado gaseoso . . 158 Masa molecular de los gases . . . . . . . . . . 159 Los gases ideales y los gases reales . . . . . 160 Los gases: Ley de Graham de la difusión de los gases . . . . . . . . . . . . . . . . 162

Química de disoluciones y sistemas dispersos: contaminantes atmosféricos y sus efectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Los gases CFC y la capa de ozono . . . . . 164 Ciencia, tecnología y sociedad . . . . . . . 166 ¿Cómo se investiga en Química? . . . . . 167 Laboratorio 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Proyecto de emprendimiento . . . . . . . . 170 Tecnologías de la Información y la Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Evaluación sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Unidad 6

BC 2

BC 1 BC 2 BC 3

Reacciones de transferencia de electrones: oxidación y reducción . . . . . 112 Reacciones de oxidación y reducción . . 113 Balanceo de ecuaciones de oxidación y reducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Las reacciones químicas y sus ecuaciones: introducción a la estequiometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Relaciones estequiométricas . . . . . . . . . . . 117 Reactivo limitante y reactivo en exceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Reacciones de transferencia de electrones: introducción a la termoquímica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Reacciones exotérmicas . . . . . . . . . . . . . . . 121 Entalpia de formación . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Química de disoluciones y sistemas dispersos: electroquímica . . . . . . . . . . . . . . 124 Galvanoplastia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Celdas voltaicas o galvánicas . . . . . . . . . . 126 Química de disoluciones y sistemas dispersos: baterías y pilas . . . . . . . . . . . . . . 128 Tipos de pilas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Corrosión y covntaminación debido a las pilas y baterías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Ciencia, tecnología y sociedad . . . . . . . 132 ¿Cómo se investiga en Química? . . . . . 133 Laboratorio 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Proyecto de emprendimiento . . . . . . . . 136 Tecnologías de la Información y la Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Evaluación sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Cinética y equilibrio químico . . . . . . . 174 Cinética química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Teoría de las colisiones . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Factores que afectan la velocidad de reacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Reacciones reversibles e irreversibles . . . 180 Reacciones reversibles . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Reversibilidad y espontaneidad de una reacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Las reacciones químicas y sus ecuaciones: equilibrio químico . . . . . . . . 184 Equilibrio químico y velocidad de reacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Cálculo de la constante de equilibrio químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 El valor de la constante de equilibrio químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 La constante de equilibrio químico en los gases Kp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Principio de Le Chåteller . . . . . . . . . . . . . . 190 Los contaminantes y los efectos que producen en el entorno natural . . . . . . . 192 Contaminación del suelo . . . . . . . . . . . . . . 193 Contaminación del agua . . . . . . . . . . . . . . 194 Contaminación de la atmósfera . . . . . . . 196 Contaminantes atmosféricos y efectos que producen en la salud . . . . . . . . . . . . . 197 Aire contaminado y sus efectos en la salud humana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Ciencia, tecnología y sociedad . . . . . . . 200 ¿Cómo se investiga en Química? . . . . . 201 Laboratorio 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Proyecto de emprendimiento . . . . . . . . 204 Tecnologías de la Información y la Comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Evaluación sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Webgrafía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Anexos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 BC 1

Bloque Curricular 1: El mundo de la Química

BC 2

Bloque Curricular 2: La Química y su lenguaje

BC 3

Bloque Curricular 3: Química en acción

¿Cómo piensan y trabajan los científicos? shutterstock, (2016). 188015603

“Podemos discutir hasta el infinito si los delfines, los chimpancés y otros animales tienen o no capacidad para razonar. Se les puede enseñar a hacer trucos, a resolver enigmas y, hasta cierto punto, a hablar. Una cosa es cierta, sin embargo: solo los seres humanos hacen preguntas. La nuestra es la única especie de la Tierra que al contemplar el esplendor de los cielos quiere saber el porqué” (Glashow, 2000, pág. 41). Desde nuestros primeros pasos estamos expuestos a todo aquello que puede llamar la atención de nuestros sentidos; nuestra natural curiosidad nos hace preguntarnos ¿por qué? Para la especie humana las ciencias han significado por múltiples ocasiones la oportunidad de dar respuesta al eterno por qué de las cosas.

¿Qué es la ciencia?

La palabra ciencia viene del latín scientia, que significa "conocer". Se define a la ciencia como un “conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales con capacidad predictiva y comprobables experimentalmente” (Real Academia Española, 2014). El objeto de estudio de una ciencia es la que la define; así, la Biología estudia la vida, la Química estudia la materia, la Física estudia los fenómenos físicos, la Cosmología estudia el cosmos, etc. A este tipo de ciencias, cuyo objeto de estudio es tangible, se las denomina ciencias fácticas o experimentales.

Fuente: Maya Ediciones, 2016.

Las ciencias representan nuestra verdadera herencia humana; en ellas se resume y se transmite de generación en generación el intento de todas las individualidades por alcanzar a comprender el todo; en ellas se manifiesta el genio humano en una síntesis a la que se denomina conocimiento científico. Los científicos son las personas que producen conocimiento científico a través de la investigación y el uso del denominado método científico.

El método científico

Existen varias definiciones de método científico; sin embargo, podemos decir que es:

shutterstock, (2016). 145005193

Un procedimiento con pasos claramente establecidos, mediante el cual podemos alcanzar un conocimiento objetivo de la realidad y responder preguntas planteadas previamente. El método científico es riguroso en su sistematización, aplicable a lo general y particular, es flexible y perfectible sin ser laxo, su punto de partida se basa en conocimientos previos, su comprobación o posterior reelaboración.

Etapas del método científico

El método científico consta de las siguientes etapas:

Reconocimiento del problema

Formulación de hipótesis

Plantear suposiciones para explicar el problema

Experimentación

Conclusiones

Comprobación de hipótesis, búsqueda de relaciones entre las variables

Emitir conclusiones que confirman o niegan la hipótesis

shutterstock, (2016). 55367440

Observación

Nuestra curiosidad y el intento por responder al por qué de las cosas han hecho que el ser humano sistematice sus procedimientos en la búsqueda de la verdad. Para describir de forma práctica las etapas del método científico tomaremos como ejemplo el trabajo del químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier (1743 - 1794).

La observación

El inicio de toda investigación parte en la observación.

shutterstock, (2016). 224208166

La observación es la examinación de los fenómenos que se dan a nuestro alrededor o dentro de nosotros y que podemos percibirlos con nuestros sentidos. En ocasiones, nuestros cinco sentidos no han sido suficientes para examinar los fenómenos, por lo cual el ser humano ha inventado aparatos para observarlos; ejemplo de ellos son los microscopios y telescopios, que aumentan el límite de la visión humana; los contadores Geiger, que miden la radiactividad; los equipos de resonancia magnética, que permiten observar estructuras atómicas diminutas; entre otros. Al aumentar nuestra escala de percepción del universo que nos rodea, siempre se nos plantean nuevas interrogantes.

Lavoisier y la Ley de conservación de la materia Hasta pasado medio siglo XVIII, gran parte de los estudiosos aún mantenían la idea de que el aire era un elemento. Por otro lado, existían investigadores que tras sus experimentaciones habían descubierto que no todos los vapores o emanaciones eran aire; para ellos, estos vapores eran sustancias diferentes pero con características parecidas al aire. El químico británico Joseph Priestley (17331804), por ejemplo, había logrado aislar el oxígeno; con base en este descubrimiento Lavoisier, formularía importantes teorías.

Lavoisier, (2014). www.alponiente.com

Lavoisier se debatía en un dilema: él había observado dos fenómenos en los que intervenía el oxígeno. Cuando los cuerpos ardían, perdían peso o desaparecían; por ejemplo cuando se quemaba un pedazo de carbón, la ceniza residual era mucho más ligera que el carbón; cuando se prendía alcohol concentrado, este desaparecía casi por completo; alguna vez quemó un pequeño diamante y este desapareció totalmente. Por otro lado, cuando sobre los metales se formaba la herrumbre, el peso de la herrumbre era mayor que el peso del metal que se herrumbraba.

Las observaciones de Lavoisier le llevaron a plantearse preguntas: • • • •

¿Por qué en la combustión desaparece la materia? ¿A dónde se va la materia al quemarse? ¿Por qué la herrumbre era más pesada que el metal original? ¿De dónde aparece la materia que se halla en exceso en la herrumbre?

Después de observar, se plantean inquietudes y preguntas sobre por qué el fenómeno presenta determinadas características o manifestaciones. El investigador intenta dar una explicación. Las preguntas que ha originado el fenómeno observado son, por el momento, respondidas a través de la formulación de hipótesis. Las hipótesis son ideas o suposiciones que tratan de explicar las causas del fenómeno observado.

shutterstock, (2016). 276162638

La hipótesis

La hipótesis que se plantea el investigador es siempre una suposición; la labor investigativa girará alrededor de ella para determinar si es verdadera o es falsa. Lavoisier conocía de experimentos realizados por el químico neerlandés Jan Baptiste van Helmont (1577-1644), quien había observado que al disolver plata en ácido nítrico se formaba un aire rojo, y que el aire producido por la fermentación alcohólica no era capaz de encender el fuego. Lavoisier también se había enterado de que Priestley pudo aislar el gas que era el causante de la combustión.

«Bien», pensó Lavoisier, «supongamos que una sustancia, al arder, pierde peso porque libera un gas. ¿Qué ocurre entonces con los metales? ¿Ganan peso cuando se aherrumbran porque se combinan con un gas?» (Asimov, 2011). Las hipótesis de Lavoisier • Las sustancias al arder pierden peso porque liberan un gas. • Las sustancias cuando se herrumbran ganan peso porque se combinan con un gas.

Lavoisier, ( 2016). www.metmuseum.org

Lavoisier se empezó a preguntar si sería posible que el material que se quemaba se desvanecía, porque pasaba a formar parte del aire y si eso era posible quizás la herrumbre era un proceso contrario en donde su formación se debía a que los metales tomaban parte del aire (el gas descubierto por Priestley) y lo incorporaba o transformaba en algo sólido.

La experimentación

En las ciencias experimentales Química, Biología, Física, Astrofísica, Cosmología, Física de partículas y Cromodinámica, la experimentación consta de partes importantes: El diseño del experimento, que permitirá dar un seguimiento sistematizado y controlado de lo que ocurre con el fenómeno observado. 11

La medición de las variables que presenta el fenómeno, cuyo producto es la generación de datos cuantificados que son recolectados en tablas, representados en gráficos y esquemas para luego ser analizados. Los experimentos deben ser factibles de reproducción, para volver a ser comprobados y verificados por otras personas si es necesario, en cualquier tiempo y lugar. Si lo que Lavoisier sospechaba era cierto, él no solo debía pesar las cenizas y la herrumbre, sino también pesar el aire que se producía en la combustión; debía confirmar que el aire tenía peso.

Lavoisier, (2013). www.fineartamerica.com

¿Cómo se lograba pesar algo tal ligero y que está en todas partes? El diseño de Lavoisier fue ingeniar una serie de recipientes y aparatos sellados herméticamente. En ellos se conservaría el gas producido por la combustión, y en el caso de la herrumbre solo estaría el aire contenido en el recipiente cerrado. Para la medición, Lavoisier pesó los recipientes con los materiales, los metales, el aire contenido o la herrumbre, todo lo que podía ir en el experimento. Pesaba todo varias veces, antes y después.

La cuantificación del fenómeno

Medidor de peso de gases, (2012). www.fotolibra.com

“Estoy de acuerdo con Lord Kelvin cuando dice: ‘Cuando podemos cuantificar lo que decimos y expresarlo numéricamente, sabemos algo al respecto. Cuando no lo expresamos por medio de números, nuestro conocimiento se nos antoja insuficiente e insatisfactorio. Quizá podríamos hablar entonces de rudimentos, pero habremos avanzado muy poco hacia lo que consideramos ciencia’” (Glashow, 2000, pág. 211).

 Aparato diseñado para medir el peso de los gases.

La cuantificación del fenómeno

Una hipótesis es la “Idea a la que se llega después de considerar una serie de datos o circunstancias” (Real Academia Española, 2014). Las conclusiones de un trabajo científico son analizadas en la comunidad de científicos especializados. La repetida validez de una hipótesis hace que se la acepte como una teoría, y si esta es confirmada de forma absoluta, se le otorga la calidad de ley.

Gettyimage, (2016). www.gettyimages.fr

Las conclusiones surgen del análisis de los datos y son cotejadas con las hipótesis. En las conclusiones se confirman o se niegan las hipótesis.

Lavoisier también observó que el peso del recipiente, el metal y el aire contenido era idéntico al de la herrumbre y el recipiente; aunque todo el metal se transformara en herrumbre y este ganara en peso, el recipiente hermético que contenía el producto del experimento no cambiaría de peso; es decir, el metal tomaba algún gas del aire y lo incorporaba a él para formar el polvo llamado herrumbre.

Lavoisier, ( 2016). www.metmuseum.org

Lavoisier había determinado en todos los casos que combustionó diversos materiales, que el peso del recipiente y los materiales no había cambiado, pese a si quedase algún residuo de cenizas o no; es decir, la sustancia que ardía se transformaba en gas, por eso el peso del recipiente y los residuos era igual al peso de antes de la combustión.

La cuantificación del fenómeno El peso que se pierde del material que se combustiona se transforma en gas. El peso que aparece en exceso en la herrumbre corresponde al gas que se combina con el metal. La teoría: En una reacción química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. La ley: “La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Los experimentos y mediciones de Lavoisier determinaron el inicio de la Química Moderna como una ciencia; él fue quien incorporó las mediciones en los experimentos químicos y postuló uno de sus máximos principios. Por este aporte a la ciencia, a Antoine-Laurent de Lavoisier se le otorga el reconocimiento de ser el Padre de la Química. 13

Destrezas con criterio de desempeño que se cumplen en este texto Básicos imprescindibles

Básicos deseables

Bloque 1 Código

Destrezas con criterio de desempeño

Unidades 1 2 3 4 5 6

CN.Q.5.1.1.

Analizar y clasificar las propiedades de los gases que se generan en la industria y aquellos que son más comunes en la vida y que inciden en la salud y el ambiente.

CN.Q.5.1.2.

Examinar las leyes que rigen el comportamiento de los gases desde el análisis experimental y la interpretación de resultados, para reconocer los procesos físicos que ocurren en la cotidianidad.

CN.Q.5.1.10.

Deducir y explicar las propiedades físicas de compuestos iónicos y covalentes desde el análisis de su estructura y el tipo de enlace que une a los átomos, así como de la comparación de las propiedades de sustancias comúnmente conocidas.

CN.Q.5.1.13.

Interpretar las reacciones químicas como la reorganización y recombinación de los átomos con transferencia de energía, mediante la observación y cuantificación de átomos X que participan en los reactivos y en los productos.

CN.Q.5.1.14.

Comparar los tipos de reacciones químicas: combinación, descomposición, desplazamiento, exotérmicas y endotérmicas, partiendo de la experimentación, análisis e interpretación de los datos registrados y la complementación de información bibliográfica y procedente de las TIC.

CN.Q.5.1.24.

Interpretar y analizar las reacciones de oxidación y reducción como la transferencia de electrones que experimentan los elementos.

CN.Q.5.1.25.

Deducir el número o índice de oxidación de cada elemento que forma parte del compuesto químico e interpretar las reglas es-tablecidas para determinar el número de oxidación.

CN.Q.5.1.26.

Aplicar y experimentar diferentes métodos de igualación de ecuaciones tomando en cuenta el cumplimiento de la Ley de la conservación de la masa y la energía, así como X las reglas de número de oxidación en la igualación de las ecuaciones de óxido-reducción.

CN.Q.5.1.27.

Examinar la diferente actividad de los metales, mediante la observación e interpretación de X los fenómenos que se producen en la experimentación con agua y ácidos diluidos.

CN.Q.5.1.28.

Determinar y comparar la velocidad de las reacciones químicas mediante la variación de factores como la concentración de uno de los reactivos, el incremento de temperatura y el uso de algún catalizador, para deducir su importancia.

CN.Q.5.1.29.

Comparar y examinar las reacciones reversibles e irreversibles en función del equilibrio químico y la diferenciación del tipo de electrolitos que constituyen los compuestos químicos reaccionantes y los productos.

Destrezas con criterio de desempeño

Bloque 2 Código

Unidades 1 2 3 4 5 6

CN.Q.5.2.2.

Comparar y examinar los valores de valencia y número de oxidación, partiendo del análisis de la electronegatividad, del tipo de enlace intramolecular y de las representaciones de Lewis de los compuestos químicos.

CN.Q.5.2.4.

Examinar y clasificar la composición, formulación y nomenclatura de los hidróxidos, diferenciar los métodos de obtención de los hidróxidos de los metales alcalinos del resto de metales e identificar la función de estos compuestos según la teoría de Brönsted-Lowry.

CN.Q.5.2.5.

Examinar y clasificar la composición, formulación y nomenclatura de los ácidos: hidrácidos y oxácidos, e identificar la función de estos compuestos según la teoría de Brönsted-Lowry.

Bloque 2 Código

Destrezas con criterio de desempeño

Unidades 1 2 3 4 5 6

CN.Q.5.2.6.

Examinar y clasificar la composición, formulación y nomenclatura de las sales, identificar claramente si provienen de un ácido oxácido o un hidrácido y utilizar correctamente los aniones simples o complejos, reconociendo la estabilidad de estos en la formación de distintas sales.

CN.Q.5.2.8.

Deducir y comunicar que las ecuaciones químicas son las representaciones escritas de las reacciones que expresan todos los fenómenos y transformaciones que se producen.

CN.Q.5.2.9.

Experimentar y deducir el cumplimiento de las leyes de trans-formación de la materia: leyes ponderales y de la conservación de la materia que rigen la formación de compuestos X químicos.

CN.Q.5.2.10.

Calcular y establecer la masa molecular de compuestos simples a partir de la masa atómica de sus componentes, para evidenciar que estas medidas son inmanejables en la práctica y X que por tanto es necesario usar unidades de medida mayores, como el mol.

CN.Q.5.2.11.

Utilizar el número de Avogadro en la determinación de la masa molar de varios elementos y compuestos químicos y establecer la diferencia con la masa de un átomo y una molécula.

CN.Q.5.2.13.

Examinar y aplicar el método más apropiado para balancear las ecuaciones químicas basándose en la escritura correcta de las fórmulas químicas y el conocimiento del rol que X desempeñan los coeficientes y subíndices, para utilizarlos o modificarlos correctamente.

CN.Q.5.2.15.

Diferenciar las fórmulas empíricas, moleculares, semidesarrolladas y desarrolladas y expliX car la importancia de su uso en cada caso.

CN.Q.5.2.16.

Analizar y aplicar los principios en los que se basa la nomenclatura de los compuestos X orgánicos en algunas sustancias de uso cotidiano con sus nombres comerciales.

Destrezas con criterio de desempeño

X X

Bloque 3 Código

X X

Unidades 1 2 3 4 5 6

CN.Q.5.3.1.

Examinar y clasificar las características de los distintos tipos de sistemas dispersos según el estado de agregación de sus componentes y el tamaño de las partículas de la fase dispersa.

CN.Q.5.3.2.

Comparar y analizar disoluciones de diferente concentración mediante la elaboración de soluciones de uso común.

CN.Q.5.3.3.

Determinar y examinar la importancia de las reacciones ácido-base en la vida cotidiana.

CN.Q.5.3.4.

Analizar y deducir, a partir de la comprensión del significado de la acidez, la forma de su determinación y su importancia en diferentes ámbitos de la vida, como la aplicación de los antiácidos y el balance del pH estomacal, en la industria y en la agricultura, con ayuda de las TIC.

CN.Q.5.3.5.

Deducir y comunicar la importancia del pH a través de la medición de este parámetro en varias soluciones de uso diario.

CN.Q.5.3.6.

Diseñar y experimentar el proceso de desalinización en el hogar o en la comunidad como estrategia para la obtención de agua dulce.

CN.Q.5.3.12.

Establecer y comunicar los factores que inciden en la velocidad de la corrosión y sus efecX tos, para adoptar métodos de prevención.

CN.Q.5.3.13.

Examinar y comunicar los contaminantes y los efectos que producen en el entorno natural y la salud humana basándose en su toxicidad y su permanencia en el ambiente; y difundir X el uso de prácticas ambientalmente amigables que se pueden utilizar en la vida diaria.

X X X

X X

UNIDAD

n las curtiembres se transforma la piel de los animales en cuero, para ello se utiliza el hidróxido de sodio. La acción corrosiva de los ácidos y de las bases ha sido conocida desde épocas antiguas por la humanidad; aprender a manejar estos compuestos no fue una tarea fácil. Desde las historias de los alquimistas se cuenta sobre el poder transformador que tienen los ácidos y los hidróxidos. Este poder puede ser empleado para crear y mejorar nuestra civilización o para destruir nuestro planeta.

Hidróxidos y ácidos

Objetivos 1. O.CN.Q.5.8. Obtener por síntesis diferentes compuestos inorgánicos u orgánicos que requieren procedimientos experimentales básicos y específicos, actuando con ética y responsabilidad. 2. O.CN.Q.5.10. Manipular con seguridad materiales y reactivos químicos teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, considerando la leyenda de los pictogramas y cualquier peligro específico asociado con su uso, actuando de manera responsable con el ambiente. 3. O.CN.Q.5.9. Reconocer diversos tipos de sistemas dispersos según el estado de agregación de sus componentes y el tamaño de las partículas de su fase dispersa, sus propiedades y aplicaciones tecnológicas y preparar diversos tipos de disoluciones de concentraciones conocidas en un entorno de trabajo colaborativo utilizando todos los recursos físicos e intelectuales disponibles.

El geólogo Los geólogos se ocupan del estudio del planeta, su evolución, los procesos y fenómenos externos e internos que han modificado los paisajes y le han llevado hasta la apariencia actual, entre ellos, la sísmica, la sedimentación y el vulcanismo.

shutterstock, (2016). 376307923

La Química y las profesiones

Para ello, el profesional se capacita en temas como los recursos mineros, petroleros y todas las tecnologías que tienen relación con fuentes de energía renovable y no renovable. Adquieren destrezas en el ordenamiento y planificación territorial y medioambiental. Son los encargados del planeamiento arquitectónico de obras que se construyen en lugares de riesgos geológicos.

shutterstock, (2016). 228923584

Los geólogos se desempeñan en actividades tanto de la empresa privada como pública, realizan investigación científica en paleontología, estratigrafía, geofísica y también pueden ejercer la docencia en las universidades. Algunas de las universidades que ofertan esta carrera son: Universidad Central del Ecuador, Universidad Nacional de Loja, Escuela Politécnica Nacional, Escuela Politécnica del Litoral. Puedes consultar más acerca de esta carrera en el link: www.fict.espol.edu.ec/node/48

Compuestos ternarios

Hidróxidos • Formulación • Nomenclatura • Formación • Propiedades • Usos

Ácidos oxácidos • Formulación • Nomenclatura • Formación • Propiedades • Usos

Química de disoluciones y sistemas disersos • Disociación, ácido y bases • Concentración de las soluciones en unidades físicas • Concentración de las soluciones en unidades químicas Fuente: Maya Ediciones, 2016.

Las reacciones químicas y sus ecuaciones

Saberes previos Recuerda; ¿cuál de estas sustancias es un compuesto? • Agua • Cloro • Azúcar

Compuestos químicos

Recordemos que los compuestos químicos son estructuras formadas por el enlace de átomos de diferentes elementos. A estas estructuras las conocemos con el nombre de moléculas.

Desequilibrio cognitivo Solo luego de la teoría atómica de Dalton se empezó a tomar en cuenta la diferencia entre sustancias elementales y sustancias compuestas. Indaga: ¿Cuál es la principal diferencia entre una sustancia elemental y una compuesta?

Todos los elementos pueden combinarse unos con otros y formar una infinita posibilidad de compuestos. Las formas de enlace que presentan las moléculas dentro de un compuesto están determinadas por la electronegatividad de los elementos que los conforman. Es así que en las moléculas podemos observar a los átomos unidos por: Enlaces

ab c

Glosario

molécula. Agregado atómico, formado por la unión de dos o más átomos, que pueden ser del mismo elemento o de diferentes elementos.

Covalente

Metálico Fuente: Maya Ediciones, 2016.

Química 1 Colección Herramientas, (2013). Agregado atómico

=C =H =O

Iónico

El tipo de enlace que presentan las moléculas de un compuesto también va a determinar las propiedades físicas y químicas de la sustancia, como por ejemplo: • Punto de fusión y ebullición • Cristalización • Estado de agregación • Carácter ácido o básico Por otro lado, encontramos que a pesar de que todos los elementos químicos pueden formar parte de un compuesto, existen singularidades en su comportamiento. Hay elementos que siempre estarán formando parte de un compuesto como los halógenos y los alcalinos, y otros elementos que se mantendrán en estado libre, como los metales preciosos y los gases nobles. Los compuestos más estables son aquellos en los que podemos encontrar enlaces formados por elementos con una gran diferencia de electronegatividad, o aquellos que forman estructuras geométricamente estables utilizando enlaces covalentes.

Funciones químicas

Una función química es un conjunto de compuestos que presentan una composición similar y propiedades físico-químicas parecidas. Una función química también es una especie química, pero, a diferencia de las especies elementales como el oro, bromo y otros, la función química es una sustancia compuesta. Para clasificar las funciones químicas se ha tomado como hilo conductor la presencia de tres elementos: oxígeno, hidrógeno y carbono. La mayor parte de las funciones químicas llevan presentes uno o los tres elementos dentro de sus estructuras moleculares.

ab c

Glosario

sustancia compuesta. Sustancia formada por unidades moleculares, en cuya composición se encuentran diferentes elementos.

Para una mejor comprensión y estudio de las sustancias compuestas, la Química se ha dividido en dos grandes ramas:

shutterstock, (2016). 157303904

shutterstock, (2016). 207946306

Química Orgánica o Química del Carbono

Química Inorgánica Interdisciplinariedad

De esta división nacen las funciones químicas inorgánicas y las funciones químicas orgánicas. La química Inorgánica abarca el estudio de los compuestos que se forman por las diversas combinaciones de todos los elementos de la tabla periódica. La química Orgánica o Química del Carbono abarca el estudio de los compuestos que forma el carbono, en estructuras llamadas cadenas carbonadas. Hay que tomar en cuenta que los óxidos de carbono, ácido carbónico y carbonatos no están incluidos en el estudio de la Química Orgánica, sino en la Química Inorgánica.

Química y Matemática Matemáticamente, una función (f) es una relación entre un conjunto dado por la variable independiente X y otro conjunto de elementos de la variable dependiente Y. En una función química, la variable independiente es el conjunto de compuestos (óxidos, ácidos, otros), y la variable dependiente son sus características (dureza, acidez, alcalinidad). shutterstock, (2016). 180059492

Esta división se debe a la notable diferencia que existe entre las características que presentan dos grandes agrupaciones de compuestos químicos.

Funciones químicas inorgánicas

TIC

Las funciones químicas inorgánicas se clasifican dependiendo del número de elementos que conforman el compuesto.

Ingresa en el siguiente link y construye moléculas de compuestos binarios.

Compuestos binarios

www.mayaediciones.com/ 2quim/p20

Compuestos binarios Dos elementos

Óxidos

Hidruros

Sales binarias

Compuestos entre no metales Fuente: Maya Ediciones, 2016.

Compuestos ternarios Compuestos ternarios Tres elementos

Hidróxidos

Humor

Ácidos oxácidos

Sales oxisales neutras

Sales ácidas, dobles y mixtas de aniones monoatómicos Fuente: Maya Ediciones, 2016.

¿CUÁL ES LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE UN GATO?

Compuestos cuaternarios Compuestos cuaternarios

HIERRO, LITIO, NITRÓGENO, OXÍGENO: FE-LI-NO

Maya Ediciones, (2016). Chiste

Tres elementos

Sales oxisales ácidas

Sales oxisales básicas

Sales oxisales dobles

Sales oxisales mixtas Fuente: Maya Ediciones, 2016.

En el estudio de las funciones inorgánicas, la división que hace la tabla periódica al clasificar a los elementos en metales (M+) y no metales (No-M+) nos permitirá reconocer con mayor facilidad a cada una de estas sustancias. Los compuestos ternarios en cuya estructura existe oxígeno e hidrógeno serán el objeto de estudio de esta unidad. 20

Evaluación formativa 1

Deduce, a partir de la fórmula, si el compuesto es binario, ternario o cuaternario. Ca(OH)2

HCl

NaHCO3

Establece cuál de estas moléculas no es un compuesto, explica tu conclusión. Agua H2O

Ozono O3

Azúcar C6H12O6

________________________________________________________________________________________________

Analiza la composición, la estructura, y luego deduce: ¿cuál de estas sustancias no es una función química ternaria? Función

Composición

Estructura

Hidróxido

Metal + oxígeno + hidrógeno

M+(OH)

Óxido

Metal + oxígeno

M+(O2–)

Ácido oxácido

Hidrógeno + no-metal + oxígeno

H+(No–M+ H)

Trabajo colaborativo Forma grupos de trabajo de tres compañeros y realicen en un papelote un árbol de ideas con los compuestos químicos que recuerdan. Establezcan la función química a la que pertenecen.

Actividad investigativa Investiga cuál es el campo de estudio y acción de la Química Inorgánica. ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

Diversidad funcional en el aula Si trabajan con un compañero con discapacidad visual, algún compañero puede convertirse en su tutor como un elemento de apoyo y para que le proporcione orientaciones e información.

Estrategias de investigación Cuando busques datos específicos, dirígete a la fuente, por ejemplo, en esta búsqueda puedes acudir a todos los textos que dicen ‘Química Inorgánica’.

____________________________________________________________

Saberes previos Realiza una lista de sustancias básicas identificándolas por su sabor amargo, ejemplo: los antibióticos.

Desequilibrio cognitivo El sabor opuesto a lo agrio es: ¿lo dulce o lo amargo?

Formación de compuestos químicos: hidróxidos Composición

Los hidróxidos son compuestos ternarios que generalmente están constituidos por un metal, oxígeno e hidrógeno, estos dos últimos forman el ion hidróxido.

H O ab c

Glosario

principio de electronegatividad. Es una regla en la cual la notación de los elementos químicos de una fórmula se lo realiza en orden creciente de electronegatividad. ion. Átomo o grupo de átomos que presentan carga eléctrica.

Por tradición se escribe al ion hidróxido (OH–), pero la IUPAC recomienda que se debe notar respetando el principio de electronegatividad, es decir, primero el hidrógeno y luego el oxígeno (HO–).

Fórmula mínima y molecular de los hidróxidos En los hidróxidos la fórmula mínima y la molecular tienen la misma notación. Se escribe primero el metal, luego el ion hidróxido entre paréntesis, por último se añade el estado de oxidación del metal como subíndice del ion hidróxido M+(OH)x Ejemplo: Ca(OH)2

Estructura de Lewis y fórmula estructural Problema resuelto El aluminio forma un hidróxido que se utiliza en la fabricación de cosméticos; establece lo que se pide a continuación. Fórmula molecular: Al(OH)3

Fórmula molecular

Estructura de Lewis

Fórmula estructural

Ca(OH)2

H O Ca O H

H – O – Ca – O – H

El oxígeno y el calcio cumEl H tiene 1 enlace. plen con la regla del octeto El O tiene 2 enlaces. y el hidrógeno llena su único El Ca tiene 2 enlaces. nivel de energía.

Fórmula estructural: H – O – Al

O–H O–H

Estructura de Lewis: H O Al

Problema propuesto El ion Fe2+ (hierro 2+) forma un hidróxido insoluble en agua; establece lo que se pide a continuación.

O H

Fórmula molecular:

O H

Fórmula estructural: Estructura de Lewis:

Nomenclatura de los hidróxidos Sistemas de nomenclatura Recordemos que para nombrar a los compuestos se utilizan dos sistemas de nomenclatura: el sistema IUPAC y el sistema tradicional. Sistemas de nomenclatura IUPAC

Sistemática o estequiométrica

Tradicional

Stock

Prefijos multiplicativos: mono, di, tri…

Estados de oxidación en números romanos, escritos entre paréntesis

Usa prefijos y sufijos

Hipo, per, meta, piro, orto, oso, ico... Fuente: Maya Ediciones, 2016.

Para nombrar a los hidróxidos, la IUPAC recomienda la nomenclatura sistemática o estequiométrica y la nomenclatura stock.

Nomenclatura IUPAC de los hidróxidos Para definir esta función química se utiliza el nombre hidróxido.

Laboratorio casero Consigue un poco de Sello Rojo Na (OH), que se utiliza para destapar cañerías. En compañía de un adulto mezcla dos pepitas de Na (OH) con cuatro cucharas de agua, en un recipiente pequeño de metal. Observa qué sucede con la temperatura del recipiente. Frota una (1) gota de la solución entre tus dedos e identifica qué sensación te produce. Luego lávate con abundante agua.

Maya Ediciones (2016). Lejía

• Nomenclatura sistemática. Se nombra la palabra hidróxido acompañada del nombre del metal, se utilizan los prefijos mono, di, tri… dependiendo de los iones (OH–) que presente el compuesto. • Nomenclatura stock. Se nombra la palabra hidróxido acompañada del nombre del metal, se especificará el estado de oxidación si, y solo si, el metal tiene varios estados de oxidación. Nomenclatura tradicional de los hidróxidos Se nombra la palabra hidróxido acompañada del nombre del metal, se incluirá la terminación oso para el estado de oxidación menor, e ico para el estado de oxidación mayor. Fórmula

Nombre sistemática

Nombre stock

Nombre tradicional

Na(OH)

Monohidróxido de sodio

Hidróxido de sodio

Ba(OH)2

Dihidróxido de bario

Hidróxido de bario

Ni(OH)2

Dihidróxido de níquel

Hidróxido de níquel (II)

Hidróxido niqueloso

Ni(OH)3

Trihidróxido de níquel

Hidróxido de níquel (III)

Hidróxido niquélico Fuente: Maya Ediciones, 2016.

Formación de los hidróxidos Síntesis de hidróxidos

Los hidróxidos se obtienen por reacción directa y espontánea de los óxidos básicos con agua, la reacción en muchos casos es claramente exotérmica. CaO + H2O → Ca(OH)2 – ∆H

Glosario

reacción exotérmica (–∆H). Reacción en la que existe manifestación de energía en diferentes formas: calor, electricidad, luz, movimiento.

 Reacción violenta del sodio con el agua.

Química 1 Colección Herramientas, (2013). Reacción de sodio con agua

ab c

reacción endotérmica (+∆H). Proceso en el que se necesita añadir energía para que se produzca un cambio químico.

Ni2O3 + 3H2O → 2Ni(OH)3 – ∆H Los hidróxidos también pueden obtenerse por reacción directa de los metales con el agua. En el caso de los alcalinos, esta reacción es violenta, en algunos casos explosiva: 2Na + 2H2O → 2Na(OH) + H2 – ∆H

Usos de los hidróxidos Dependiendo del grado de alcalinidad o basicidad, a los hidróxidos se los emplea en laboratorios cosmetológicos, farmacéuticos, mecánicas, etc.

electrólisis. Rompimiento de una molécula utilizando la electricidad.

 Hidróxido de aluminio. Tiene muchas apli-

 Hidróxido de magnesio. Se encuentra en la

naturaleza en el mineral brucita. Como suspensión de agua se conoce como leche de magnesia, es componente común de laxantes y antiácidos. A nivel industrial se usa para neutralizar las aguas residuales ácidas.

flujo de electrones Carga hidrógeno

Oxígeno

Agua

hidroxilonas

ánodo

electrólito

cátodo

shutterstock, (2016). 408141571

shutterstock, (2016). 320564540

shutterstock, (2016). 387688891

Pila de Combustible Alcalina

Evaluación formativa 1

Plantea la fórmula o el nombre que corresponda y llena los casilleros vacíos. Fórmula

Nombre sistemático

Nombre stock

Nombre tradicional

Fe (OH)2 Trihidróxido de aluminio Hidróxido de cobre (II) Hidróxido de cobre (II)

Establece la ecuación balanceada de la síntesis del hidróxido de vanadio (V), hidróxido de litio, hidróxido de radio, a partir de sus óxidos básicos.

Trabajo colaborativo Arma grupos de trabajo con tus compañeros y elaboren una lista sobre la utilidad de las pilas alcalinas que venden en el mercado.

Actividad investigativa Indaga: ¿qué son las curtiembres y para qué utilizan el hidróxido de sodio en esos lugares? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

Diversidad funcional en el aula shutterstock, (2016). 75071563

Si trabajan con un compañero con discapacidad, eviten compararle con otros alumnos de forma negativa.

Estrategias de investigación Una buena manera de encontrar información acerca de lo que buscas es establecer los términos claves, como “curtiembre” e “hidróxido de sodio” que están vinculados directamente con el tema de investigación.

Saberes previos Las sustancias ácidas tienen sabor agrio. Nombra tres alimentos con sabor agrio.

Desequilibrio cognitivo Si los ácidos y bases son sustancias que poseen comportamiento opuesto, ¿existirán sustancias que puedan comportarse como ácidos y como hidróxidos?

ab c

Glosario

anión. Átomo o grupo de átomos con carga eléctrica negativa (–).

Formación de compuestos químicos: ácidos oxácidos Composición

Los ácidos oxácidos son compuestos ternarios que están formados por hidrógeno, oxígeno y un átomo central que generalmente es un no metal, y en ocasiones extraordinarias, un metal.

Formulación

Para establecer la fórmula de un ácido oxácido se colocan los elementos siguiendo el criterio de electronegatividad. Una característica que diferencia una fórmula de los ácidos de las otras funciones químicas inorgánicas es que el hidrógeno se escribe siempre a la izquierda. El no metal junto con los oxígenos forman un anión, un agregado atómico con carga negativa (–). El anión de los ácidos oxácidos puede escribirse entre paréntesis para diferenciarlo del resto de la molécula.

Problema resuelto y propuesto Establece el número de hidrógenos y oxígenos que le corresponden al ácido oxácido que forma el N5+. 1) Criterio de electronegatividad y número de oxidación: H+ N5+ O2–. 2) Átomos de H: 1 debido al número de oxidación impar del NoM+. 3) Átomos de O: total de cargas (+) para 2 (1+5)/2 = 3

H (No–M+O)

Fórmula molecular y fórmula mínima En los ácidos oxácidos, al igual que en la mayoría de los compuestos inorgánicos, la fórmula mínima y la molecular tienen la misma estructura. En general, los ácidos de los No-M+ con números de oxidación pares poseen dos (2) hidrógenos y los de números de oxidación impares poseen (1) hidrógeno. La cantidad de oxígenos en sus moléculas corresponderá a la mitad de las cargas (+) que aportan el H+ más el No–M+, esto se debe a que el total de cargas en una molécula es igual cero (0). Ejemplo: H2(SO4) ⇒ H+2(S6+O2–4) Fórmula H2SO4

Total cargas (+) = 8 H S6+ H2×(1+)=2+ S1x(6+)=6+ 2 cargas (+) 6 cargas (+) +

4) Escribimos la fórmula:

Total cargas (–) = 8 O2– O4x(2–)=8– 8 cargas (–)

HNO3 Establece la fórmula para el ácido oxácido que forma el Cl7+. Fórmula:

Estructura de Lewis Todos los átomos cumplen la regla del octeto, excepto el hidrógeno.

S O

Fórmula estructural Los No–M+ forman enlaces covalentes y covalentes coordinados.

H –O – S –O– H ↑↑ O

Nomenclatura de los ácidos oxácidos Nomenclatura IUPAC de los ácidos oxácidos • Nomenclatura sistemática. La IUPAC establece la siguiente recomendación para nombrar estos compuestos. • Prefijos mono, di, tri… (dependiendo del número de oxígenos). Anión • La palabra óxido. • El nombre del átomo central terminado en ato. • La palabra de. Catión • Prefijos mono, di, tri… (dependiendo del número de hidrógenos). • La palabra hidrógeno.

• Nomenclatura stock. La IUPAC establece la siguiente recomendación: “Tenga en cuenta que los números de oxidación ya no se recomiendan al nombrar iones homopoliatómicos. Esto es para evitar la ambigüedad. Los números de oxidación se refieren a los átomos individuales del elemento en cuestión…” (IUPAC, 2005, pág. 78). Por lo tanto, no encontramos nomenclatura stock para estos compuestos, pero sí un nombre simplificado que elimina el prefijo que acompaña a los hidrógenos.

Estrategias de investigación No tengas miedo de hacer cambios en las estrategias, recuerda actualizar el conocimiento, la tecnología cambia y se requiere implementar nuevos vocabularios, normas o procesos.

shutterstock, (2016). 382254049

• Nomenclatura tradicional. La IUPAC acepta algunos nombres tradicionales de los ácidos oxácidos, y desestima su uso cuando se produce ambigüedad o cuando se han utilizado prefijos innecesarios. – Nombre genérico: ácido. – Nombre específico: la palabra ‘de’, seguida del nombre del No–M+ con los prefijos y sufijos correspondientes de acuerdo al estado de oxidación. No. oxidación No. oxidación No. oxidación impares pares fijos 1

Prefijos

Sufijos

Hipo

oso oso

3y4

ico Per

ico

Ejemplo: H2 (SO4)

Nombre sistemático

Nombre simplificado

Nombre tradicional aceptado por la IUPAC

Tetraóxidosulfato de dihidrógeno

Tetraóxidosulfato de hidrógeno

Ácido sulfúrico1

El azufre se encuentra con estado de oxidación (6+), por lo tanto, el sufijo correspondiente es ico, que contiene 2 hidrógenos.

Formación de ácidos oxácidos

Buen Vivir

Reacciones de síntesis Los ácidos oxácidos se forman por reacción directa de los óxidos ácidos con el agua.

Nomenclatura tradicional aceptada

SO2 + H2O → H2SO3

Ácido sulfuroso

Ácido cloroso

Es común que los óxidos ácidos reaccionen con una molécula de agua, pero en ocasiones pueden hacerlo con dos o tres moléculas de agua. La nomenclatura tradicional acostumbraba a utilizar los prefijos meta, piro y orto, para diferenciar el ácido que se forma cuando el no metal corresponde a la familia 15 de la tabla periódica. shutterstock, (2016). 401941111

(Instituto Ecuatoriano de Normalización, 2013)

Corrosivo

Reacción de síntesis Cl2O3 + H2O → 2HClO2

Reacción de síntesis P2O5 + H2O → H2P2O6 Simplificando ⇒ HPO3

Nomenclatura tradicional aceptada Ácido metafosforoso

P2O5 + 2H2O → H4P2O7 No se simplifica

Ácido pirofosforoso

P2O5 + 3H2O → H6P2O6 Simplificando ⇒ H3PO3

Ácido ortofosforoso

shutterstock, (2016). 28402639

Los óxidos de la familia 14 pueden reaccionar con una o dos moléculas de agua, en este caso la nomenclatura tradicional usa los prefijos meta y orto, respectivamente. Reacción de síntesis CO2 + H2O → H2CO3

Nomenclatura tradicional aceptada

CO2 + 2H2O → H4CO4

Ácido ortocarbónico

Ácido metacarbónico

En la actualidad, está nomenclatura no es recomendada por la IUPAC, debido a que crea confusión y ambigüedad.

Reacciones de descomposición La reacción de descomposición de los oxácidos es endotérmica, los ácidos oxácidos se descomponen frente a la luz, es por este motivo que deben ser guardados en recipientes de vidrio color ámbar y lejos del alcance de la luz y el calor. → H2SO4 Ácido sulfúrico Se descompone en

SO3 Trióxido de azufre

+ H2O Agua

→ Cl2O7 2HClO4 + H2O Ácido perclórico Se descompone en Heptaóxido de dicloro Agua

Evaluación formativa 1

C CE.CN.Q.5.6. Deduce la posibilidad de que se efectúen las reacciones químicas de acuerdo con la transferencia de energía y a la presencia de diferentes catalizadores; clasifica los tipos de reacciones y reconoce los estados de oxidación de los elementos y compuestos, y la actividad de los metales; y efectúa la igualación de reacciones químicas con distintos métodos, cumpliendo con la Ley de la conservación de la masa y la energía para balancear las ecuaciones.

Plantea la fórmula o el nombre que corresponda y llena los casilleros vacíos. Fórmula

Nombre sistemático simplificado

Nombre tradicional

Estado de oxidación No–M+

HClO3 Trióxidonitrato de hidrógeno Ácido fosfórico Ácido peryódico

Establece la ecuación balanceada de la síntesis del ácido brómico, ácido selénico y tetraóxidosilicato de tetrahidrógeno.

CE.CN.Q.5.14. Argumenta la importancia de los biomateriales en la vida cotidiana, identifica la toxicidad y permanencia de los contaminantes ambientales y los factores que inciden en la velocidad de la corrosión de los materiales y comunica métodos y prácticas de prevención para una mejor calidad de vida.

Trabajo colaborativo Forma grupos de trabajo y elaboren un listado de las sustancias corrosivas que existen en su hogar. ¿Por qué son corrosivas’ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

Actividad investigativa Indaga: ¿cuáles son las normas Inen para la transportación de sustancias corrosivas?

Diversidad funcional en el aula shutterstock, (2016). 975199

Si trabajan con un compañero con discapacidad, deben saber que es un ser humano sujeto de derechos y también de deberes.

Estrategias de investigación Para encontrar este tipo de información es recomendable que busques en las páginas web de la institución o te acerques directamente al domicilio del instituto.

Química de disoluciones y sistemas dispersos

Saberes previos Explica: ¿qué sucede cuando se pone jugo de limón en la infusión de té?

Disociación shutterstock, (2016). 105375986

La disociación es un proceso físico-químico mediante el cual un compuesto se separa en partes.

Desequilibrio cognitivo

Cuando los ácidos y las bases, entre ellas los hidróxidos, forman una solución con el agua, se disocian.

¿Qué sucede con las moléculas del agua para ocasionar que un ácido y una base se disocien?

ab c

Glosario

solución. Mezcla homogénea conformada por el soluto, que es la sustancia que se disuelve, y el solvente, aquella sustancia donde se disuelve el soluto.

La capacidad de disociarse aumenta según aumenta el carácter polar o iónico de la sustancia. Enlace covalente no polar

Enlace covalente polar

Enlace iónico

Aumenta la capacidad de disociación

shutterstock, (2016). 109588754

Disociación del compuesto → anión + catión

 Reacción endotérmica al disolver cloruro de sodio en agua.

Endotérmico: absorbe energía, por ejemplo, al disolver sal de mesa en agua.

Soluciones electrolíticas

Electrolitos débiles

No electrolitos

shutterstock, (2016). 345171299

 El vinagre es un electrolito débil.

Laboratorio casero Coloca un hielo en un recipiente metálico y añade unas cucharadas de sal, observa lo que sucede en el exterior del recipiente.

H2O H2O 2 moléculas de agua

disociación

H+ H2O Catión o protón y 1 molécula de agua

+ OH– Anión hidróxido

Masa atómica: 1.008 Configuración de electrones: 1

2H2O 2 moléculas de agua

H3O+ disociación

Ion oxonio

+ OH– Ion hidróxido

shutterstock, (2016). 152409845

La disociación del agua pura involucra a dos moléculas, una que se separa en sus iones y la otra que se adhiere al protón (H+).

 El ión H+ ha perdido su electrón, quedándole solo el protón, es por esta razón que al ion H+ se lo denomina únicamente protón.

Disociación ácido-base Humor

Disociación de los hidróxidos A los hidróxidos se les denomina también álcalis, porque presentan carácter básico. De ahí el nombre de algunos metales que forman hidróxidos bastante reactivos: alcalinos y alcalinotérreos. Los hidróxidos se disocian en:

UN OSO SE DISUELVE EN AGUA

DEBE SER POLAR

Maya Ediciones, (2016). Chiste

Ion hidróxido (OH–)

Ion metálico M+

Na(OH) → Na+ + (OH–) Ca(OH)2 → Ca2+ + 2(OH–) Sn(OH)4 → Sn4+ + 4(OH–) Muchos de los hidróxidos tienen la capacidad de disociarse totalmente, como los hidróxidos de los alcalinos; mientras otros se disocian parcialmente, como los hidróxidos de los alcalinotérreos y otros.

Disociación de los ácidos Los ácidos se disocian en: 1) Uno o varios protones (H+), debido a que los hidrógenos se separan de la molécula, los (H+) se juntarán con una molécula de agua para formar el ion oxonio. 2) Los aniones formados a partir del ácido disociado pueden ser:

Problema resuelto Disocia total y parcialmente el ácido sulfúrico H2SO4.

• Monoatómicos, si el anión está formado por un átomo; generalmente, provienen de los ácidos hidrácidos • Poliatómicos, si el anión contienen dos o más átomos; generalmente, provienen de los ácidos oxácidos. Los ácidos más fuertes se disocian totalmente, los ácidos más débiles se disocian parcialmente. Se denominan ácidos polipróticos a aquellos que poseen más de un hidrógeno que está en capacidad de disociarse. Dependiendo de las condiciones, un ácido poliprótico puede disociarse de forma completa o incompleta, es decir, no todos los hidrógenos logran disociarse. Disociación de ácido poliprótico Ácido fosfórico

Ion oxonio

Anión poliatómico

Formación de oxonios 3H+ + 3H2O → 3H3O+

H3PO3

H 2O

3H3O

PO3

H3PO3

H 2O

2H3O+

HPO32–

2H+ + 2H2O → 2H3O+

H3PO3

H 2O

1H3O+

H2PO3–

H+ + H2O → H3O+

3–

Evaluación formativa 1

CE.CN.Q.5.6. Deduce la posibilidad de que se efectúen las reacciones químicas de acuerdo con la transferencia de energía y a la presencia de diferentes catalizadores; clasifica los tipos de reacciones y reconoce los estados de oxidación de los elementos y compuestos, y la actividad de los metales; y efectúa la igualación de reacciones químicas con distintos métodos, cumpliendo con la Ley de la conservación de la masa y la energía para balancear las ecuaciones. CE.CN.Q.5.11. Analiza las características de los sistemas dispersos según su estado de agregación y compara las disoluciones de diferente concentración en las soluciones de uso cotidiano a través de la experimentación sencilla.

Deduce y argumenta: ¿cuál de estas proposiciones está incorrecta? a. El ácido sulfhídrico es diprótico. b. El hidróxido de potasio es un electrolito fuerte. c. El agua pura es buen conductor de la corriente eléctrica. d. El azúcar es un no electrolito. ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________

Analiza las soluciones iónicas de las siguientes sustancias y establece la ecuación de disociación balanceada. Considera la disociación total de las sustancias. Solución acuosa

Ecuación de disociación

Ácido nítrico Hidróxido de zinc Ácido perbrómico Hidróxido de cobre (II) Ácido antimonioso

CE.CN.Q.5.12. Explica la importancia de las reacciones ácido-base en la vida cotidiana, respecto al significado de la acidez, la forma de su determinación y su importancia en diferentes ámbitos de la vida y la determinación del pH a través de la medición de este parámetro en varias soluciones de uso diario y experimenta el proceso de desalinización en su hogar o en su comunidad como estrategia de obtención de agua dulce.

Trabajo colaborativo Arma parejas con tus compañeros y analicen lo que sucede con la carga del anión en disociación parcial y total del ácido fosfórico H3PO4.

Diversidad funcional en el aula Si trabajan con un compañero con discapacidad trátenlo de forma natural. Eviten los prejuicios y la sobreprotección.

Actividad investigativa Indaga: ¿qué bebidas comerciales contienen electrolitos? Establece una lista de los electrolitos contenidos en ellas. ¿Cuáles bebidas contienen ácido fosfórico H3PO4?

Estrategias de investigación Para sistematizar las investigaciones de campo es necesario que realices una lista de cotejo.

Química de disoluciones y sistemas dispersos

Saberes previos Identifica cada una de estas mezclas como solución, coloide o suspensión: • Jugo de naranja • Gelatina • Agua azucarada

Disoluciones de diferente concentración

Recordemos que la concentración de una solución es la medida de la cantidad de soluto disuelta en la solución. El carácter ácido o básico de una solución está también directamente relacionado con la concentración de las soluciones que forman. La concentración de las soluciones se puede medir de diferentes formas. Revisa el anexo de la página 210.

Desequilibrio cognitivo

Ácido Clorhídrico, (2016). www.myttex.net

¿De qué depende el carácter ácido o básico de una sustancia?

Porcentaje en masa m/m c=

m soluto × 100 m solución

Concentración de las soluciones

Mientras más concentrada está la solución de un ácido o un hidróxido, mayor carácter ácido o básico va a presentar.

Concentración en unidades físicas La concentración de los ácidos y las bases se puede medir en función del porcentaje de masa, porcentaje en volumen, partes por millón (ppm), dependiendo del interés de estudio. Los ácidos y las bases generalmente vienen titulados en concentración masa a masa (m/m) para su comercialización.

Porcentaje en volumen v/v c=

v soluto × 100 v solución

Problema resuelto En un recipiente se disuelven 15.0 g de hidróxido de sodio en 200,0 g de agua. Calcular la concentración del porcentaje en masa de la solución. Datos: m soluto: 20,0 g HCl m solvente: 120,0g H2O m solución= ¿? C m/m = ¿?

• Forma empírica • Unidades físicas • Unidades químicas

Resolución: Solución = soluto + solvente Solución = 15.0 g + 200.0 g Solución= 215.0g Fórmula: m soluto c= × 100 m solución 15 g c= × 100 215 g C= 6.9% en masa

Porcentaje masa/volumen m/v c=

Partes por millón ppm

m soluto v solución

1ppm=1mg/L

Problema propuesto Establece la concentración v/v, de 150 mL de una solución que llevan disueltos 25 mL de metanol CH3OH. Datos: v soluto: 25 mL CH3OH v solución= 150 mL C v/v = ¿? Resolución:

Concepto de mol

La Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) define el mol como: “La cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12” (BIPM, n.f.). El mol o cantidad de sustancia está directamente relacionada con la masa molecular de una sustancia. Matemáticamente se la calcula sumando el peso atómico (A) de los átomos que conforman la molécula, cuyo resultado se expresa en gramos. La BIPM indica que cuando se utiliza la unidad de mol se deben especificar las entidades que conforman la sustancia: moléculas, átomos, iones y otros; además, se debe incluir el nombre de la sustancia en cuestión. El mol está íntimamente relacionado con una constante de Avogadro, cuyo valor es: 1 mol = 6,023 × 1023 entidades (átomos, moléculas, iones otros)

ab c

Glosario

mol. Cantidad de sustancia. Su valor corresponde a la masa molecular expresada en gramos (g). UMA. Siglas de unidad de masa atómica.

Problema propuesto Calcula el valor de la masa molar del hidróxido de hierro (III) Fe(OH)3. Fe: O: H: Masa molecular: Mol:

Problema resuelto Elemento H: N: O: Total

Átomos 1* 1* 3*

A 1,0 14,0 16,0 Masa molecular 1 mol =

1,0 14,0 48,0 63,0 UMA 63,0 g/mol de HNO3

shutterstock, (2016). 876667

Calcula el valor de la masa molar o mol del ácido nítrico HNO3.

 Na. 23 gramos de sodio contienen 6,02 × 1023

Número de moles (n) n=

m masa molar (mol)

En los laboratorios y en la industria se trabaja con cantidades de masa diferentes a la masa molar, por lo tanto, es necesario calcular la equivalencia de la masa de la sustancia en moles.

 I2. 254 gramos de yodo contienen 6,02 × 1023 átomos de yodo, o un mol de átomos de yodo.

shutterstock, (2016). 200064266

Problema resuelto Establece el número de moles y moléculas presentes en 50.0 g de hidróxido de cobalto (II). Datos Masa: 50,0 g Co(OH)2 Mol = 86,0 g/mol

Resolución Calcular la masa molar 50,0 g Co(OH)2 n= = 0,58 moles Co(OH)2 86,0 g/mol

Gramo de yodo, (2016). www.paleoplan.com

átomos de sodio, o un mol de átomos de sodio.

 H2O. El vaso contiene 18 gramos de agua o 6,02 × 1023 moléculas de agua, o un mol de moléculas de agua.

Concentración molar

TIC Ingresa en esta URL y descarga el simulador de molaridad. Prueba preparando soluciones de diferentes concentraciones molares.

Para calcular la concentración de las soluciones también se utilizan unidades químicas. La base de estas concentraciones está referida al número de moles (n) o al número de equivalente electroquímico (eq-g). En esta lección aprenderemos a calcular la molaridad (M).

www.mayaediciones.com/ 2quim/p36

Concentración molar o molaridad (M) La molaridad indica los moles que se hallan disueltos en un litro (L) de solución. La molaridad se expresa con la letra M. M=

n soluto V (L) solución

Problema resuelto En un matraz se hallan disueltos 40,0 g de ácido fosfórico (H3PO4) en 800 mL de solución acuosa. Calcular la concentración molar de la solución. Datos: m soluto: 40,0 g H3PO4 m solvente: n.d2 H2O V solución: 800 mL Concentración M: ¿?

Resolución: 1) Calcular la masa molar: H: 3 × 1,0 = 3,0 P: 1 × 31,0 = 31,0 O: 4 × 16,0 = 64,0 Masa molecular = 98,0UMA Mol = 98,0 g/mol

2) Calcular n:

m n= masa molas (mol) 40,0 g n= 98,0 g/mol n = 0,41 moles H3PO4

3) Calcular M: n soluto M= V (L) solución 0,41 moles M= 0,8 L M = 0,51 moles/L ⇒ 0,51 M Se lee: 0,51 molar

Problema propuesto En un vaso de precipitado se prepararon 500 mL de solución disolviendo 30,0 g de hidróxido de potasio KOH. Calcular la concentración molar de la solución. Datos: m soluto: 30.0 g KOH m solvente: n.d3 H2O V solución: 500 mL = Concentración M: ¿? 2 3

n.d. no existen datos n.d. no existen datos

Resolución 1) Calcular la masa molar: K: O: H: Masa molecular = Mol =

2) Calcular n:

m n= masa molar (mol) n=

3) Calcular M: n soluto M= V (L) solución M=

KOH

M= Se lee:

Evaluación formativa 1

CE.CN.Q.5.10. Argumenta mediante la experimentación el cumplimiento de las leyes de transformación de la materia, realizando cálculos de masa molecular de compuestos simples a partir de la masa atómica y el número de Avogadro, para determinar la masa molar y la composición porcentual de los compuestos químicos.

Calcula la masa molar (valor de 1 mol) de las siguientes sustancias: Ácido peryódico HIO4

Hidróxido áurico Au(OH)3

H: I: O:

Au: O: H:

Mol:

Ácido selenhídrico H2S H: S: Mol:

Establece la concentración molar de las siguientes soluciones: Soluto

Masa molar

n soluto

Solución

20 g NaOH

2,0 L

15 g HCl

1,5 L

10 g HNO2

1,0 L

5,0 g Cu(OH)2

0,5 L

100 g H2TeO3

4,3 L

Molaridad

Diversidad funcional en el aula

Trabajo colaborativo Forma parejas y recolecten etiquetas de bebidas que muestren la concentración en porcentaje de las soluciones. Luego calculen la cantidad de soluto disuelto en la bebida.

Si trabajan con un compañero con discapacidad, hay que ser comprensivos con determinadas actitudes que podrían derivarse de su discapacidad, como: desconfianza, rigidez, temor.

____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

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Actividad investigativa Indaga acerca de la concentración de electrolitos contenidos en el agua mineral. Determina si la solución es ácida, básica o neutra.

Estrategias de investigación shutterstock, (2016). 275901467

Para establecer ciertos parámetros que se quieran generalizar, es necesario analizar las características de una muestra adecuada.

Ciencia, tecnología y sociedad KOH + Zn

MnO2 + C

Composición química de la pila alcalina

shutterstock, (2016). 428168554

Se conoce como pila a un dispositivo galvánico que obtiene energía eléctrica a partir de una reacción química.

Las pilas alcalinas

El hidróxido de potasio es utilizado como electrolito.

Las pilas alcalinas, contienen mercurio, manganeso y otros metales pesados que contaminen el medioambiente.

Batería de pila seca Tapa de metal

Pasta de manganeso diosido Barra de carbono (Electrodo positivo)

Para diferenciarlas se coloca una “L”.

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Electrólito

shutterstock, (2016). 471050654

Espacio de expansión Caja de zinc (Electrodo negativo)

shutterstock, (2016). 289570070

Las pilas alcalinas son más resistentes y duran más que otras pilas.

¿Qué hacer con las pilas usadas para no contaminar el ambiente?

Llevarlas a los depósitos de pilas usadas.

Reciclar y disminuir su consumo.

No tirarlas, ni quemarlas, recolectarlas en frascos de plástico.

Recolecta con tus compañeros las pilas desechadas, colóquenles en botellas PET y luego llévenlas a los sitios de recolección.

¿Cómo se investiga en Química? Las fuentes de investigación con publicaciones indexadas

Sitios web donde encuentras publicaciones indexadas de Química.

Todas las univeridades de prestigio son sitios donde puedes encontrar textos, tesis, monografias y artículos científicos.

shutterstock, (2016). 454212694

Cuando se realiza una investigación científica es necesario recurrir a fuentes adecuadas de información indexada, entre estas fuentes podemos contar con las publicaciones realizadas por:

• http://www.latindex.unam.mx/biblioteca/ indihemero.html • http://bddoc.csic.es • http://www.scielo.org/php/index.php • http://www.springer.com/ • https://www.ebscohost.com/

• IUPAC http://www.iupac.org/ • Red Latinoamericana de Química http://www.relaq.mx/ RLQ/revistas.html • Nobel Prize http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/fields.html • Revista cubana de Química http://ojs.uo.edu.cu/index.php/cq • Revista colombiana de Química • CERN http://home.cern/scientists

• Busca en los repositorios digitales de sitios web de las univeridades • ESPE, http://www.espe.edu.ec/portal/portal/main.do?sectionCode=118 • UCE http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/36 • PUCE http://www.puce.edu.ec/ • ESPOL http://cipat.espol.edu.ec/ • UEA http://biblioteca1.uea.edu.ec/

Laboratorio 1 Datos informativos Institución educativa: ______________________________________________ Nombre del estudiante: ____________________________________________ Curso y paralelo: _______________________ Fecha: ____________________

Tema: Propiedades de hidróxidos y de ácidos Reactivos

Objetivos

• Ácido clorhídrico (c) • Ácido sulfúrico (c) • Ácidos nítrico (c) • Hidróxido de sodio • Hidróxido de magnesio • Hidróxido de cobre (II) • Fenolftaleína • Papel indicador

1. Familiarizarse con el manejo adecuado de hidróxidos y ácidos. 2. Establecer algunas propiedades de los hidróxidos y de los ácidos más empleados en el laboratorio. 3. Identificar los ácidos y los hidróxidos mediante papel indicador y fenolftaleína.

Materiales

Primera parte:

• Agua destilada • Pipetas • Tubos de ensayo • Gradilla • Gafas protectoras • Mascarilla • Guantes

1. Dentro de la sorbona destapa y observa uno y luego otro ácido concentrado, utiliza pocos segundos para realizar tus observaciones. Recuerda tapar cada frasco antes de abrir el siguiente. 2. Prepara soluciones concentradas de los hidróxidos. Observa si existe desprendimiento de gases.

Manejo adecuado de la pipeta

1. Mientras realizas la disolución del hidróxido de sodio, registra con el dorso de tu mano si existe cambio de temperatura. 2. Elabora una solución diluida de ácido clorhídrico o sulfúrico y percibe con el dorso de tu mano si existe cambio de temperatura.

Procedimiento

shutterstock, (2016). 277827524

Segunda parte:

Tercera parte: 1. Prepara soluciones diluidas de todas las sustancias. 2. Coloca en las soluciones un pedazo de papel indicador y registra el color que toma el papel. 3. Coloca unas gotas de fenolftaleína a todas las soluciones y observa la reacción de este indicador. 4. Registra todas tus observaciones en la Tabla 1.

Seguridad y recomendaciones 1. Utiliza el mandil con los botones abrochados y no recojas tus mangas. 2. Todos los reactivos químicos requieren un manejo adecuado: evita poner las soluciones en contacto con la piel. 3. Utiliza las gafas y la mascarilla para protegerte de

los gases emanados; por ningún motivo huelas directamente los vapores. 4. Sigue las normas establecidas por el maestro en la elaboración de las soluciones. 5. Sé proactivo y ordenado en tu práctica.

Gráfico

Observaciones:

shutterstock, (2016). 136152392

• Observa la imagen y establece con tus compañeros de grupo si la solución contenida en el tubo de ensayo es un ácido o una base.

Resultado de las observaciones Sal

Emanación de gases Sí

Cambio de temperatura

Color del papel indicador

Coloración con fenolftaleína

Aumenta Disminuye

Ácido clorhídrico (c) Ácido sulfúrico (c) Ácidos nítrico (c) Hidróxido de sodio Hidróxido de magnesio Hidróxido de cobre (II)

Conclusiones

Con base en los resultados de tus observaciones, establece cómo se comportan los ácidos y las bases. _______________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________

Proyecto de emprendimiento Justificación

Tema: Elaboración de jabones

Luego de la preparación de frituras, es recomendable desechar el aceite quemado para evitar alteraciones digestivas. Si observamos, veremos que la cantidad de aceite que se desperdicia es considerable, sin contar el daño ambiental que este provoca cuando va a la alcantarilla.

shutterstock, (2016). 280091951

El uso de aceite en la elaboración de jabones permitirá ahorrar, proteger el medioambiente y lograr ganancias.

Materiales • Aceite comestible quemado • Hidróxido de sodio • Recipientes • Moldes • Cedazo o tela • Agua • Colorante y especias

Objetivos 1. Elaborar jabones para usos familiar y comercialización en la comunidad. 2. Contribuir a la disminución de la contaminación ambiental reutilizando el aceite comestible quemado.

Producción

Comercialización

• Filtrar el aceite usado, utilizando un cedazo o una tela. • Preparar una solución con 200 g de hidróxido de sodio con 1 L de agua. • Mezclar la solución con el aceite y revolver durante 15 min. • Añadir colorante y esencias al gusto. • Dejar reposar por 1 día, luego desmoldar. • Dejar en un lugar seco y protegido por un mes, hasta que el hidróxido de sodio pierda su reactividad.

• Definir lugar y fecha de exhibiciones y demostración. • Realizar invitaciones; pueden usar las redes sociales. • Ofrecer muestras gratuitas para promocionar. • Atender a los invitados y comentar la importancia de este proyecto y su producto. • Vender.

Conclusiones: • ¿Cómo pueden mejorar su estrategia de ventas? • ¿Qué más se podría hacer para garantizar la calidad de su producto? Evaluación del proyecto

Sí

En parte

Autoevaluación

Se cumplieron los objetivos.

Te esforzaste porque todas las actividades del proyecto se cumplieran a tiempo y con los mejores resultados.

Se fabricaron jabones de buena calidad.

Pudiste trabajar en equipo sin dificultad.

Se comercializó el producto en la población esperada.

Tuviste una comunicación adecuada, cálida y oportuna con las personas.

Sí

En parte

Tecnologías de la Información y la Comunicación Simulador de molaridad Ingresa a www.mayaediciones.com/ 2quim/p43 para descargar la actividad.

1 En el simulador escoge uno de los solutos.

2 Ubica el medidor de concentración en la solución.

3 Añade soluto hasta que la solución este saturada.

Responde: ¿cuál es la molaridad de la solución? Realiza este proceso con otros solutos. Enuncia tu conclusión con base en los resultados.

Evaluación sumativa

CE.CN.Q.5.5. Plantea, mediante el trabajo cooperativo, la formación de posibles compuestos químicos binarios y ternarios (óxidos, hidróxidos, ácidos, sales e hidruros) de acuerdo con su afinidad, enlace químico, número de oxidación, composición, formulación y nomenclatura. CE.CN.Q.5.12. Explica la importancia de las reacciones ácido-base en la vida cotidiana, repecto al significado de la acidez, la forma de su determinación y su importancia en diferentes ámbitos de la vida y la determinación del pH a través de la medición de este parámetro en varias soluciones de uso diario y experimenta el proceso de desalinización en su hogar o en su comunidad como estrategia de obtención de agua dulce.

Analiza la composición de los compuestos y establece su función química. Compuesto

Deduce y plantea las ecuaciones de la disociación iónica total de los ácidos y bases que se hallan a continuación. KOH → H3SbO3 →

Función química

Na(OH)

H2CO3 →

HCl

Mn(OH)3 →

CaO

HBrO4 →

HBrO

Analiza y plantea el nombre sistemático de los siguientes compuestos. Fórmula

Nombre sistemático

Cr(OH)2 Au(OH)3

Coevaluación Arma grupos de tres personas y realicen el circuito propuesto en la gráfica. Mediante su uso, establezcan la diferencia entre soluciones con electrolitos fuertes, débiles y no-electrolitos.

HIO4

Establece el número de moles que se hallan en 25 g de hidróxido de magnesio. Mg: H: O:

Química 1 Colección Herramientas, (2013). Circuito

HNO2

__________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________

Prueba de base estructurada 1

Analiza la estructura de los compuestos y establece cuál de ellos es un hidróxido. a. b. c. d.

a. b. c. d.

HBrO4 HBrO3 HBrO2 HBrO

Si en 100 mL de solución se han disuelto 20 g de ácido clorhídrico, establece la molaridad de la solución. a. b. c. d.

M+O NoM+O M+(OH–) M+H

Analiza las ecuaciones de disociación de los siguientes ácidos y establece cuál es incorrecta. H 2O O+ + H2SbO3– H3SbO3 1H 3 H 2O H3SbO3 2H3O+ + H2SbO32– H 2O H3SbO3 2H O+ + HSbO32– 3 H 2O H3SbO3 3H O+ + SbO33– 3

Establece la fórmula del ácido brómico. a. b. c. d.

36,4 M 5,5 M 0,6 M 0,5 M

Establece cuál de estos compuestos no forma una solución iónica. a. b. c. d.

Ácido sulfúrico Hidróxido de litio Cloruro de hidrógeno Hidruro de silicio

Respuestas A 1. 2. 3. 4. 5.

Autoevaluación Contenidos Valoro la importancia de los ácidos e hidróxidos en el ámbito industrial. Relaciono lo aprendido con mi vida cotidiana y asumo con responsabilidad el cuidado del planeta. Observo las sustancias y comprendo su diversidad y parte de su comportamiento.

Siempre A veces Nunca

Metacognición Trabaja en tu cuaderno: • ¿Qué aprendiste en esta unidad? • ¿Cómo lo aprendiste? • ¿En qué lo puedes aplicar?