FÍSICA Y QUÍMICA 3º DE E.S.O.

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1 FÍSICA Y QUÍMICA 3º DE E.S.O.
2nd TERM UNIT 3: CHEMICAL REACTIONS 3_1: Amount of substance

2 Criterios de evaluación
Bloque 3. Los cambios Contenidos Cambios físicos y cambios químicos. La reacción química. Cálculos estequiométricos sencillos. Ley de conservación de la masa. La química en la sociedad y el medio ambiente. Criterios de evaluación 1. Distinguir entre cambios físicos y químicos mediante la realización de experiencias sencillas que pongan de manifiesto si se forman o no nuevas sustancias 2. Caracterizar las reacciones químicas como cambios de unas sustancias en otras. CMCT. 3. Describir a nivel molecular el proceso por el cual los reactivos se transforman en productos en términos de la teoría de colisiones. CCL, CMCT, CAA. 4. Deducir la ley de conservación de la masa y reconocer reactivos y productos a través de experiencias sencillas en el laboratorio y/o de simulaciones por ordenador. CMCT, CD, CAA. 5. Comprobar mediante experiencias sencillas de laboratorio la influencia de determinados factores en la velocidad de las reacciones químicas. CMCT, CAA. 6. Reconocer la importancia de la química en la obtención de nuevas sustancias y su importancia en la mejora de la calidad de vida de las personas. CCL, CAA, CSC. 7. Valorar la importancia de la industria química en la sociedad y su influencia en el medio ambiente. CCL, CAA, CSC. Estándares de aprendizaje evaluables 1.1. Distingue entre cambios físicos y químicos en acciones de la vida cotidiana en función de que haya o no formación de nuevas sustancias. 1.2. Describe el procedimiento de realización experimentos sencillos en los que se ponga de manifiesto la formación de nuevas sustancias y reconoce que se trata de cambios químicos. 2.1. Identifica cuáles son los reactivos y los productos de reacciones químicas sencillas interpretando la representación esquemática de una reacción química. 3.1. Representa e interpreta una reacción química a partir de la teoría atómico-molecular y la teoría de colisiones. 4.1. Reconoce cuáles son los reactivos y los productos a partir de la representación de reacciones químicas sencillas, y comprueba experimentalmente que se cumple la ley de conservación de la masa. 5.1. Propone el desarrollo de un experimento sencillo que permita comprobar experimentalmente el efecto de la concentración de los reactivos en la velocidad de formación de los productos de una reacción química, justificando este efecto en términos de la teoría de colisiones. 5.2. Interpreta situaciones cotidianas en las que la temperatura influye significativamente en la velocidad de la reacción. 6.1. Clasifica algunos productos de uso cotidiano en función de su procedencia natural o sintética. 6.2. Identifica y asocia productos procedentes de la industria química con su contribución a la mejora de la calidad de vida de las personas. 7.1. Describe el impacto medioambiental del dióxido de carbono, los óxidos de azufre, los óxidos de nitrógeno y los CFC y otros gases de efecto invernadero relacionándolo con los problemas medioambientales de ámbito global. 7.2. Propone medidas y actitudes, a nivel individual y colectivo,para mitigar los problemas medioambientales de importancia global. 7.3. Defiende razonadamente la influencia que el desarrollo de la industria química ha tenido en el progreso de la sociedad, a partir de fuentes científicas de distinta procedencia

3 O O2 C SiO2 CsCl 3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO)
SYMBOLS AND FORMULAS ÁTOMO SIMBOL FORMULA MOLÉCULA OXYGEN O O2 CARBON SILICIUM DIOXIDE CESSIUM CHLORIDE C SiO2 CsCl

4 MASS SPECTROMETER 3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO)
ATOMIC AND MOLECULAR MASSES Partículas más ligeras Vaporizador de la muestra Corriente de partículas cargadas La corriente de electrones ioniza la muestra Inyección de muestra Partículas más pesadas El campo magnético separa las partículas según la razón masa/carga Fuente de electrones Tomado y traducido de Las partículas se aceleran en un campo eléctrico Imán MASS SPECTROMETER A CHARGED PARTICLE CHANGES ITS PATH WHEN PASSING THROUGH A MAGNETIC FIELD (A MAGNET). The lower de mass, the bigger the deviation

5 3.1.1. ATOMIC AND MOLECULAR MASSES
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) ATOMIC AND MOLECULAR MASSES Deviation of the hydrogen atoms Deviation of atoms eight times loader than the hydrogen atoms Atomic mass = mass of an atom 1 2 3 4 Deviation of the hydrogen atoms = 1 a. m.u. Deviation of helium atoms = 4 a.m.u. Masa atómica del Hidrógeno 1 u.m.a. Masa atómica del Helio 4 u.m.a.

6 3.1.1. ATOMIC AND MOLECULAR MASSES
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) ATOMIC AND MOLECULAR MASSES Deviation of the hydrogen atoms Deviation of atoms eight times loader than the hydrogen atoms Atomic masses are measured using the atomic mass unit (amu), defined as 1/12 the mass of a C-12 atom 1 2 3 4 12 1/12 of the deviation of the carbon atoms = 1 a. m.u. Deviation carbon-12 atoms = 12 a.m.u. 1 u.m.a. Atomic mass of C = 12 a.m.u.

7 O2 O 3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO)
ATOMIC AND MOLECULAR MASSES ATOM SYMBOL FORMULA MOLECULE Atomic mass = mass of an atom Molecular mass = mass of a molecule O O2 Atomic mass of oxygen 16 a.m.u. Molecular mass of oxygen 16 x 2 a.m.u. Molecular mass of ozone 16 x 3 u.m.a.

8 C SiO2 3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO)
ATOMIC AND MOLECULAR MASSES CARBON SILICIUM DIOXIDE C SiO2 It is in the form of a covalent net of bounded carbon atoms It is in the form of a covalent net, with two oxygen atoms per silicium atom Atomic mass of carbon 12 a.m.u. Molecular mass of SiO2= silicium mass + 2 x oxygen mass = 24 a.m.u. + 2 x 16 a.m.u. = 56 a.m.u. (See in the periodic table) (See in the periodic table and calculate)

9 C SiO2 3.1.1. MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES CARBONO DIÓXIDO DE SILICIO
C SiO2 Está en forma de átomos de carbono unidos Está en forma de red cristalina, con dos átomos de oxígeno por cada átomo de silicio Masa atómica del carbono 12 u.m.a. Masa molecular del SiO2= masa silicio + 2 x masa oxígeno = 24 u.m.a. + 2 x 16 u.m.a. = 44 u.m.a. (Ver directamente en tabla periódica) (Ver en tabla periódica)

10 M NaNO = M Na + M N +3 MO = 23 u. + 14 u. + 3 x 16 u. = 85 u.m.a.
Improving your math expression

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12 M CaCO = M Ca + M C +3 MO = 40 u. + 12 u. + 3 x 16 u. = 100 u.m.a. 3
M H SO = 2xM H + M S + 4 MO = 2x1 u u. + 4 x 16 u. = 98 u.m.a. 4 2 M NH = M N+ 3 M H = 14 u. + 3 x 1 u. = 17 u.m.a. M Fe (NO ) = M Fe + 3x (M N + 3 MO)= 55,5 u. + 3 x (14 u. + 3 x 16 u.) = 241,5 u. M C H O = 6M C + 12M H +6 MO = 6 x 12 u x1 u. + 6 x 16 u. = 180 u.m.a. 6 12 M C H = 6M C + 14M H = 6 x 12 u x1 u. = 86 u.m.a. 6 14 M Al (OH) = M Al + 3x (M H + MO)= 27 u. + 3 x (1 u u.) = 78 u. 3

13 6,022 x 1023 atoms 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE H H
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE HYDROGEN HYDROGEN Suitable amounts to be able to work in a laboratory could be grams, or kg, etc. H H Mas of a hydrogen atom = 1 a.m.u. How many atoms have a mass of 1 g? We cannot work with a so small quantity of matter 6,022 x 1023 atoms

14 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE C C
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE CARBON CARBON C C Mass of a carbon-12 atom = 12 a.m.u. Mass of 6,022 x 1023 carbon atoms = 12 g We cannot work with a so small quantity of matter Suitable amounts to be able to work in a laboratory

15 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE C C
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE HYDROGEN HYDROGEN Mass of 6,022 x 1023 H atoms = 1 gram Mass of one H atom= 1 a.m.u. CARBON C CARBON C Mass of one carbon atom = 12 a.m.u. Mass of 6,022 x 1023 carbon atom = 12 g 12 times heavier 12 times heavier

16 6,022 x 1023 1 mol 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE 6,022 x 1023 AVOGADRO’S NUMBER 1 mol Mass of 1 Mole of molecules = Molar mass Mass of 1 Mole of atoms = Molar mass Unit for the amount of substance 12 = twelve = dozen 6,022 x 1023 = Avogadro’s number = Mole

17 6,022 x 1023 1 mol 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE 6,022 x 1023 NÚMERO DE AVOGADRO. 1 mol Masa de 1 Mol de moléculas = Molécula-gramo= Masa molar Masa de 1 Mol de átomos = Átomo-gramo Unidad de cantidad de sustancia 12 = doce = docena 6,022 x 1023 = Número de Avogadro = Mol

18 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE A dozen is a collection that contains twelve units 1 dozen marbles = 12 marbles 1 dozen eggs = 12 eggs 1 dozen roses = 12 roses

19 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE

20 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE The mass of every marble is different to the mass of every egg or every rose 1 dozen marbles = 12 marbles 1 dozen eggs = 12 eggs 1 dozen roses = 12 roses The mass of a marble is 5.0 g The mass of an extra-large (XL) egg is ‎: ‎63.8 g The mass of a rose is ‎70.0 g

21 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE The mass of a dozen marbles is not the same as that of a dozen eggs or a dozen roses. The same number of units, different masses. 12 marbles 1dozen 1 dozen marbles = 12 marbles 1 dozen 12 marbles The mass of a marble is 5.0 g 1 marble 5.0 g 5.0 g 1 marble The mass of a dozen marbles : 12 marbles 5.0 g Mass a dozen marbles= 1 dozen = 60 g 1 dozen 1 marble

22 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE The mass of a dozen marbles is not the same as that of a dozen eggs or a dozen roses. The same number of units, different masses. 12 eggs 1dozen 1 dozen eggs = 12 eggs 1 dozen 12 eggs The mass of an XL egg is ‎: ‎63.8 g 1 egg 63.8 g 63.8 g 1 egg The mass of a dozen eggs : 12 eggs 63.8 g Mass a dozen eggs= 1 dozen = 765.6 g 1 dozen 1 egg

23 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE A dozen is a collection that contains twelve units 1 dozen marbles = 12 marbles 1 dozen eggs = 12 eggs 1 dozen roses = 12 roses The mass of every marble is 5.0 g The mass of every XL egg is ‎: ‎63.8 g The mass of every rose is ‎70.0 g The mass of every unit is different Mass a dozen marbles = 60 g Mass a dozen eggs = g Mass a dozen roses = g The mass of a dozen marbles is not the same as that of a dozen eggs or a dozen roses. The same number of units but different masses.

24 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE MARBLES 12 units of marbles 60 grams of marble Contains The mass of every marble is 5.0 g are Have a mass of 1 dozen marbles EGGS 12 units of eggs 765.6 g grams of eggs Contains are Have a mass of 1 dozen eggs The mass of every XL egg is ‎: ‎63.8 g

25 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE

26 6,022 x 1023 atoms or molecules of several substances
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) 6,022 x atoms or molecules of several substances 342.3 g/mol 18 g/mol 207.2 g/mol 200,6 g/mol 294.2 g/mol 32.1 g/mol 63.5 g/mol 58.4 g/mol

27 3.1.2. AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE
3.1. AMOUNT OF SUBSTANCE (3.5. DEL LIBRO) AVOGADRO’S NUMBER. THE CONCEPT OF MOLE HYDROGEN 1 gram of H atoms 6,022 x 1023 H atoms Contains Mat H = 1 a.m.u. are (See in the periodic table) Have a mass of 1 mol of H atoms CARBON 12 grams of C atoms 6,022 x 1023 C atoms Contain Mat C = 12 a.m.u. Are (See in the periodic table) Have a mass of 1 mol of C atoms

28 AGUA 6,022 x 1023 moléculas de H2O 18 gramos de H2O Contienen
M H2O = 18 u.m.a. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de 1 mol de moléculas de H2O

29 MASA MOLAR /// molar mass MASA MOLAR DEL AGUA= 18 g/mol
ES LA MASA DE UN MOL EXPRESADA EN GRAMOS AGUA 18 gramos de H2O 6,022 x 1023 moléculas de H2O Contienen M H2O = 18 u.m.a. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de 1 mol de moléculas de H2O MASA MOLAR DEL AGUA= 18 g/mol

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31 Calculate the number of moles, particles and grams
(OBLIGATORIO: usando factores de conversión) How many sodium atoms are there in 0,240 moles of Na? 23 grams of Na atoms 6,022 x 1023 Na atoms Contain Mat Na = 23 a.m.u. are (Ver tabla periódica) Has a mass of 1 mol of Na atoms 1. Wanted: Na atoms. 2. Given: mol Na. 3. 1 mol Na = 6,022 x 1023 Na atoms 2 possible conversion factors: 1 mol of Na 6,022 x 1023 atoms of Na 6,022 x 1023 atoms of Na 1 mol of Na

32 Calculate the number of moles, particles and grams
(OBLIGATORIO: usando factores de conversión) How many sodium atoms are there in 0,240 moles of Na? 23 grams of Na atoms 6,022 x 1023 Na atoms Contain Mat Na = 23 u.m.a. are 1. Wanted: Na atoms. 2. Given: mol Na. 3. 1 mol Na = 6,022 x 1023 Na atoms Has a mass of 1 mol of Na atoms Solution: 6,022 x 1023 atoms of Na N.º. At Na = 0,240 moles of Na = 1 mole of Na = 1.44 x 1023 atoms of Na

33 Cálculo de número de moles, partículas y gramos
(OBLIGATORIO: usando factores de conversión) ¿Cuántos átomos de sodio hay en 0,240 moles de Na? 23 gramos de átomos de Na 6,022 x 1023 átomos de Na Contienen Mat Na = 23 u.m.a. Son (Ver tabla periódica) 1. Queremos átomos de Na. 2. Tenemos mol Na. 3. 1 mol Na = 6,022 x 1023 átomos de Na Tienen una masa de... 1 mol de átomos de Na Solución: 6,022 x 1023 átomos de Na N.º. at Na = 0,240 moles de Na = 1 mol de Na = 1.44 x 1023 átomos de Na

34 Analizar qué se conoce y qué no.
El magnesio es un metal ligero utilizado en la fabricación de aviones, ruedas de automóviles y herramientas. ¿Cuántos moles de magnesio son 1,25 × 1023 átomos de magnesio? Analizar qué se conoce y qué no. 1 Se requiere la conversión nº de átomos → moles. CONOCIDO número de átomos = 1.25 × 1025 átomos de Mg DESCONOCIDO moles = ? mol Mg

35 Buscar la relación entre los moles y el número de átomos de Mg
Calcular 2 Buscar la relación entre los moles y el número de átomos de Mg 24 gramos de átomos de Mg 6,022 x 1023 átomos de Mg Contienen Mat Mg = 24 u.m.a. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de... 1. Queremos moles de átomos de Mg. 2. Tenemos 1.25 × 1025 átomos de Mg. 3. 1 mol Mg = 6,022 x 1023 átomos de Na 1 mol de átomos de Mg 1 mol Mg = × 1023 átomos de Mg

36 Escribir los factores de conversión, basándose en la relación anterior
1 mol Mg = × 1023 átomos de Mg Escribir los factores de conversión, basándose en la relación anterior 1 mol Mg 6.02 × 1023 átomos Mg y Identicar el factor de conversión necesario para pasar de átomos a moles (moles en numerador). 6.02 × 1023 átomos Mg 1 mol Mg

37 Multiplicar el número de átomos de Mg por el factor de conversión.
El magnesio es un metal ligero utilizado en la fabricación de aviones, ruedas de automóviles y herramientas. ¿Cuántos moles de magnesio son 1,25 × 1023 átomos de magnesio? 24 gramos de átomos de Mg 6,022 x 1023 átomos de Mg Contienen Mat Mg = 24 u.m.a. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de... 1. Queremos moles de átomos de Mg. 2. Tenemos 1.25 × 1025 átomos de Mg. 3. 1 mol Mg = 6,022 x 1023 átomos de Na 1 mol de átomos de Mg Multiplicar el número de átomos de Mg por el factor de conversión. 6.02 × 1023 atoms Mg 1 mol Mg n=1.25 × 1023 atoms Mg × = mol Mg

38 Evaluar el resultado ¿Tiene sentido el resultado?
Calcular 2 6.02 × 1023 átomos Mg 1 mol Mg n=1.25 × 1023 átomos Mg × = mol Mg Evaluar el resultado ¿Tiene sentido el resultado? 3 El número dado de átomos (1.25 × 1023) es menos de una cuarta parte del número de Avogadro (6.02 × 1023), por lo que la respuesta debe ser menos de un cuarto (0.25) de moles de átomos.

39 Solución: 1 mol de Al n Al = 3,42 x 1021 átomos de Al
¿Cuántos moles de aluminio están en 3.42 x 1021 átomos de Al? 1. Queremos moles Al. 2. Tenemos 3,42 x 1021 átomos de Al. 3. 1 mol Al = 6,022 x 1023 átomos Al 27 gramos de átomos de Al 6,022 x 1023 átomos de Al Contienen Mat Al = 27 u.m.a. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de... 1 mol de átomos de Al Solución: 1 mol de Al n Al = 3,42 x 1021 átomos de Al = 6,022 x 1023 átomos de Al = 5,68 x 10-3 moles de Al

40 Solución: ¿Cuál es la masa de 1,33 moles de titanio, Ti?
47,87 gramos de átomos de Ti 6,022 x 1023 átomos de Ti Contienen Mat Ti = 47,867 u. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de... 1 mol de átomos de Ti 1. Queremos gramos de Ti. 2. Tenemos 1,33 moles de titanio. 3. Utilizar la masa molar de Ti: 1 mol Ti = 47,87 g de Ti. Solución:

41 Solución: ¿Cuál es la masa de 2,55 x 1023 átomos de plomo?
207.2 gramos de átomos de Pb 6,022 x 1023 átomos de Pb Contienen Mat Pb = u. Son (Ver tabla periódica) Tienen una masa de... 1. Queremos gramos. 2. Tenemos átomos de plomo. 3. Utilizar la masa molar de Pb y el número de átomos en 1 mol. 1 mol de átomos de Pb Solución:

42 ¿Cuántas moléculas F2 están presentes en 2,25 g de gas flúor?
38 gramos de F2 6,022 x 1023 moléculas F2 Contienen M F2 = 19x2 =38 u. Son (Ver tabla periódica) 1. Queremos moléculas F2. 2. Tenemos gramos F2. 3. Utilizar el número de Avogadro y la masa molar de F2. Tienen una masa de... 1 mol de moléculas de F2 Solución:

43 Analicemos el cálculo anterior
¿Cuantos gramos hay en 3 moles de dióxido de carbono (CO2)? Forma 1: Con factores de conversión m Forma 2: Aplicando una fórmula Analicemos el cálculo anterior m masa N.º moles Masa molar x m = n x M M (g/mol) m (g) n (mol)

44 m (g) = n (mol) x M (g/mol) = 3 moles x 44 g/mol = 132 g
¿Cuantos gramos hay en 3 moles de dióxido de carbono (CO2)? Forma 2: Aplicando una fórmula M (g/mol) m (g) n (mol) M CO2 (g/mol) = 44 g/mol n (mol) = 3 moles Despejamos en la fórmula y sustituímos m (g) = n (mol) x M (g/mol) = 3 moles x 44 g/mol = 132 g

45 Counting Particles & Avogadro's Number Quiz:
Do these exercises in a computer. Show the results to your teacher Molar Mass Quiz: Counting Particles & Avogadro's Number Quiz: Mole-Mass Conversions Quiz: Mass-Mole Conversions Quiz

46 EJERCICIOS SOBRE MOLES, GRAMOS Y NÚMERO DE MOLÉCULAS

47 EJERCICIOS SOBRE MOLES, GRAMOS Y NÚMERO DE MOLÉCULAS CON RESULTADO

48 1 mol 6.022x1023 particles