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4 PPTCTC020TC33-A16V1 Clase Recapitulación Estequiometría y disoluciones

5 Resumen de la clase anterior Solubilidad DisolventeSoluto PresiónTemperatura Naturaleza química Propiedades coligativas TonoscopíaCrioscopíaEbulloscopíaPresión osmótica

6 Aprendizajes esperados Reforzar los aprendizajes más importantes trabajados en las clases anteriores de Estequiometría y disoluciones. Páginas del libro desde la 59 a la 96

7 1.Estequiometria 2.Disoluciones

8 1. Propiedades del agua 1. Masa atómica y mol Mol Es una unidad de cantidad de sustancia, equivalente a 6,02x10 23 entidades elementales. Número de Avogadro (NA). Masa atómica (uma) = Masa molar (g/mol) 1 átomo de C  12 uma 6,02 ∙ 10 23 átomos de C  12 g/mol Masa molar → masa de 1 mol de ee (6,02x10 23 ), medida en gramos. Masa atómica → masa de 1 átomo de un elemento, medida en uma. Masas atómicas Ejemplo: La masa molar de H 2 SO 4 es: ¿De qué tipo pueden ser las entidades elementales?

9 Ejercitación Ejercicio 1 “guía del alumno” MC A continuación se muestra la fórmula estructural de la urea, compuesto eliminado del organismo por medio de la orina. ¿Cuál es la masa molar de esta sustancia? A) 6 g/mol D) 60 g/mol B) 8 g/mol E) 74 g/mol C) 43 g/mol Por lo tanto: N → 2 át x 14 g/mol = 28 g/mol H → 4 át x 1 g/mol = 4 g/mol C → 1 át x 12 g/mol = 12 g/mol O → 1 át x 16 g/mol = 16 g/mol 1 átomo de O 1 átomo de C 2 átomos de N 4 átomos de H Total = 60 g/mol D Aplicación

10 2. Reacciones y ecuaciones químicas Tipos de reacciones químicas Un proceso en el que una o más sustancias químicas se transforman en una o más sustancias nuevas se denomina reacción química. 1. Reacciones de síntesis o combinación: H 2 + ½ O 2 → H 2 O 2. Reacciones de descomposición: CaCO 3 → CO 2 + CaO 3. Reacciones de desplazamiento simple: H 2 SO 4 + Zn → ZnSO 4 + H 2 4. Reacciones de desplazamiento doble: Ba(NO 3 ) 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 + 2NaNO 3 Dos reactantes Un producto Un reactante Dos productos

11 3. Reactivo limitante Es el reactivo que está en menor cantidad (en mol), dadas las cantidades necesarias para que se lleve a cabo una reacción química. Ejercicio En una reacción, 108 g de aluminio (Al) reaccionan con 601 g de óxido férrico (Fe 2 O 3 ). Calcule la cantidad de Al 2 O 3 formado, en gramos. AlFe 2 O 3 Al 2 O 3 Fe mol2112 Masa atómica (g/mol)27,0159,7102,055,85 Masa (g)54159,7102,0111,7 ¿Cuál es el reactivo limitante? 2 Al + Fe 2 O 3  Al 2 O 3 + 2 Fe ¿Está balanceada la ecuación?

12 3. Reactivo limitante Se necesitan 2,0 mol de Fe 2 O 3 para reaccionar con 4,0 mol de Al Se necesitan 7,52 mol de Al para reaccionar con 3,76 mol de Fe 2 O 3 Reactivo limitante Reactivo en exceso 2 Al + Fe 2 O 3  Al 2 O 3 + 2 Fe

13 3. Reactivo limitante AlFe 2 O 3 Al 2 O 3 Fe mol2112 Masa atómica (g/mol)27,0159,7102,055,85 Masa (g)54159,7102,0111,7

14 4. Rendimiento de una reacción es la cantidad de producto que se hubiera formado si todo el reactivo limitante hubiera reaccionado. Los productos químicos no son puros generalmente, sino que van acompañados de sustancias distintas llamadas impurezas. Se entiende por riqueza de una sustancia, en una muestra, el tanto por ciento de dicha sustancia que aparece en la muestra utilizada. es la cantidad de producto obtenido realmente de la reacción. Rendimiento teórico Rendimiento real ¿Cómo influye la riqueza sobre el rendimiento de una reacción?

15 4. Rendimiento de una reacción Se tiene una tonelada de caliza con una riqueza en carbonato de calcio de un 95%, y queremos saber cuántos kilogramos de óxido de calcio se podrán obtener de ella, sabiendo que el rendimiento de la reacción es del 70%. CaCO 3  CaO + CO 2 Según la estequiometría de la reacción, 100 g de CaCO 3 se descomponen para dar 56 g de CaO y 44 g de CO 2. La cantidad de CaO que obtendría a partir de 950 kg de CaCO 3 sería: 56 g de CaO→ 100 g CaCO 3 X kg de CaO → 950 kg de CaCO 3 X = 532 kg de CaO Masa obtenida = 70 x 532/100 = 372,4 kg CaCO 3 CaOCO 2 mol111 Masa molar100 g/mol56 g/mol44 g /mol Masa100 g56 g44 g La cantidad de CaCO 3 que realmente se tiene es: 1000 kg x 0,95 = 950 kg Rendimiento de la reacción = 70%

16 5. Composición porcentual Composición porcentual: Donde n es el número de mol del elemento en un mol de compuesto.

17 6. Fórmula empírica y molecular Un hidrocarburo, de masa molar 70 g/mol, contiene un 85,7% de carbono. ¿Cuáles son su fórmula empírica y su fórmula molecular? Se calcula la cantidad de mol: Se divide por el menor: Se calcula la masa molar: Se multiplica la fórmula empírica por el factor: Esto quiere decir que hay 85,7 g de carbono en 100 g de muestra. Los restantes 14,3 g son de hidrógeno.

18 Ejercitación Ejercicio 5 “guía del alumno” 6 átomos de C 6 átomos de O 12 átomos de H Fórmula MOLECULAR C 6 H 12 O 6 Fórmula MOLECULAR C 6 H 12 O 6  Fórmula EMPÍRICA CH 2 O Fórmula EMPÍRICA CH 2 O  MM = (6*12 + 12*1 + 6*16) g/mol = 180 g/mol MM = (6*12 + 12*1 + 6*16) g/mol = 180 g/mol Masa de 1 mol  6,02*10 23 MOLÉCULAS de glucosa  24*6,02*10 23 átomos   Volumen de 1 mol de gas ideal en CNPT C ASE MTP

19 7. Disoluciones químicas SolutoDisolventeNombreTipo de disolución O 2, CO 2, gases nobles. NitrógenoAireGaseosa CO 2, azúcar, etc.AguaBebidas gaseosas Líquida Ácido acéticoAguaVinagreLíquida MercurioPlataAmalgamaSólida EstañoCobreBronceSólida Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia que se encuentra en menor cantidad y que se disuelve en la otra, se llama soluto. La sustancia que se encuentra en mayor cantidad, se llama disolvente.

20 7. Disoluciones químicas Se pueden clasificar dependiendo de los siguientes factores: Del número de componentes Del disolvente Del estado de agregación De la naturaleza del soluto De la concentración BinariaAcuosaSólidoElectrolíticasNo saturada TernariaNo acuosaLíquidoNo electrolíticasSaturada CuaternariaGaseosoSobresaturada

21 Solubilidad Sólidos o líquidos Presión Gas 1. Propiedades del agua 7. Disoluciones químicas Factores que afectan la solubilidad: Interacciones soluto-disolvente Temperatura Presión Factores que afectan la solubilidad: Interacciones soluto-disolvente Temperatura Presión Solubilización Solubilidad de gases en un líquido Solubilidad de un sólido en un líquido

22 A partir de los resultados representados, es correcto afirmar que II) la sacarosa es más soluble en agua que el cloruro de sodio. II) la solubilidad de los solutos sólidos aumenta al incrementar la temperatura. III) a una temperatura de 100º C, la solubilidad de la sacarosa supera más de 5 veces a la de NaCI. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo III E) Solo II y III C) Solo I y II Pregunta HPC Ejercicio 19 “guía del alumno” D ASE En un experimento se midió la solubilidad en agua de la sacarosa (C 12 H 22 O 11 ) y del cloruro de sodio (NaCl) a distintas temperaturas, registrándose los valores que se muestran en el siguiente gráfico. Habilidad de Pensamiento Científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. MC  Es más soluble que NaCl a cualquier T Su solubilidad no varía con la T La solubilidad de la sacarosa es cercana a 500 g/100 mL y la de NaCl es inferior a 100 g/100 mL

23 8. Unidades porcentuales de concentración 12 g de café + agua = 200 mL de disolución Disolución 6% m/v

24 Ejercitación Ejercicio 14 “guía del alumno” MC La leche entera tiene un contenido de grasa de aproximadamente 3,60% m/v, mientras que en el caso de la leche descremada es de 0,30% m/v. ¿Cuántos gramos de grasa contendrán, respectivamente, 1 L de leche entera y 1 L de leche descremada? A) 0,360 g y 0,030 g B) 0,30 g y 3,60 g C) 3,60 g y 0,30 g D) 3,0 g y 36,0 g E) 36,0 g y 3,0 g % m/v  masa (g) de soluto en 100 mL de disolución Leche entera: 3,60 % m/v de grasa Leche descremada: 0,30% m/v de grasa E Aplicación ¿Qué tipo de mezcla es la leche?

25 9. Unidades químicas de concentración

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27 Ejercitación Ejercicio 15 “guía del alumno” MC Se dispone de las siguientes disoluciones Disolución 1: 1,5 L de NaCl 2,0 M Disolución 2: 2,0 L de NaCl 0,5 M ¿Cuál será el número total de mol de NaCl resultante al mezclar las dos disoluciones? A) 2,5 mol D) 4,0 mol B) 3,0 mol E) 4,5 mol C) 3,5 mol 4 mol de NaCl D Aplicación

28 10. Propiedades coligativas Presión de vapor Presión de vapor del disolvente en la disolución Fracción molar del disolvente Presión de vapor del disolvente puro Punto de ebullición Constante ebulloscópica Punto de ebullición del disolvente puro Punto de ebullición de la disolución

29 10. Propiedades coligativas Punto de congelación Constante crioscópica Punto de congelación de la disolución Punto de congelación del disolvente puro Presión osmótica Molaridad Constante de los gases ideales Temperatura absoluta

30 Al respecto, es correcto afirmar que I) la disolución 1 presenta mayor presión de vapor que la disolución 2. II) la disolución 2 hierve a una temperatura más alta que la disolución 1. III) la disolución 1 se congela a menor temperatura que la disolución 2. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) I, II y III C) Solo III Ejercitación Ejercicio 20 “guía del alumno” Se tienen dos disoluciones acuosas de hidróxido de sodio (NaOH). C ASE + concentrada - concentrada Menor presión de vapor Mayor punto de ebullición Menor punto de congelación Menor presión de vapor Mayor punto de ebullición Menor punto de congelación Mayor presión de vapor Menor punto de ebullición Mayor punto de congelación Mayor presión de vapor Menor punto de ebullición Mayor punto de congelación   MC Propiedades coligativas  dependen de la concentración

31 Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo de prueba de Ciencias 2015. Pregunta oficial PSU B Aplicación

32 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad temáticaHabilidad 1 D Disoluciones químicas Aplicación 2 A Disoluciones químicas Aplicación 3 A Disoluciones químicas Aplicación 4 E Disoluciones químicas Aplicación 5 C Disoluciones químicas ASE 6 C Disoluciones químicas Aplicación 7 D Disoluciones químicas Aplicación 8 E Disoluciones químicas Aplicación 9 B Disoluciones químicas ASE 10 D Disoluciones químicas Comprensión

33 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad temáticaHabilidad 11 E Disoluciones químicas Reconocimiento 12 C Disoluciones químicas Comprensión 13 E Disoluciones químicas Reconocimiento 14 E Disoluciones químicas Aplicación 15 D Disoluciones químicas Aplicación 16 D Disoluciones químicas ASE 17 D Disoluciones químicas Comprensión 18 A Disoluciones químicas Comprensión 19 D Disoluciones químicas ASE 20 C Disoluciones químicas ASE

34 Síntesis de la clase

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36 Prepara tu próxima clase En la próxima sesión, realizaremos Taller III

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38 ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL. Equipo Editorial Área Ciencias: Química