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Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 Anexo- Tarea 3

____________________________________________ Nombre y apellidos del estudiante __________________________________________ Programa Académico

Contacto: ____________________________________ Correo electrónico institucional Universidad Nacional Abierta y a Distancia mes, 2018

Introducción.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 INTRODUCION

La estequiometria como rama de la química permite evidenciar la importancia y aplicación de la "Ley de conservación de la masa" a travez de la cual se puede explicar la constitución de la materia y su constante conversion en el universo, así como tambien la eficiencia de algunos procesos. El balanceo de ecuaciones es un ajuste paso a paso que se aplica para hacer cumplir la está Ley y a la vez es útil para estimar la masa requerida de reactivos en la formación de los productos deseados. Es indispensable el balanceo de ecuaciones en la estequiometria ya que las protecciones y análisis de resultados se hacen en teniendo como sistema de referencia una ecuación química ajustada

En química podemos anotar una serie de transformaciones que sufren las sustancias en su naturaleza y que las convierten en sustancias diferentes, a este tipo de transformaciones las conocemos como cambios químicos y se dan tanto en la conformación molecular como en la macroscópica de una sustancia, estas pueden ser aceleradas o desaceleradas, gracias a la acción de las condiciones medioambientales en las que se encuentren.

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Ejercicio 1. Reacciones químicas. Tabla 1. Clasificación de las reacciones Químicas. Reacción La reacción para formar ácido carbónico,

Clasificación de la reacción Es una reacción de Síntesis o Adición, porque el agua (H2O) se junta con el dióxido de carbono (CO2) para formar una única sustancia que es el ácido carbónico (H2CO3).

H2O + CO2—– > H2CO3

Ejercicio 2. Balanceo de ecuaciones: óxido-reducción e ión electrón.

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Para este ejercicio es necesario consultar el recurso educativo del entorno de conocimiento, Recio, D. (2006). Química general. (pp. 236-265).

Ejemplo de contextualización.

Balancear la siguiente reacción por el método del cambio del número de estado de oxidación. C + HNO3 → CO2 + NO + H2O

Paso 1: Colocar los numeros de oxidacion de cada elemento. C0 + H+1N+5O3-2 → C+4O2-2 + N+2O-2 + H2O

Paso 2: Sacar las semireacciones de los elementos que cambian.

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0 +4

C →C +4e−| 3¿ +5

−

+2

0 +5

−

+4

−

+2

3C +4N+ 12e →3C +12e +4N

N +3e →N | 4¿ Paso 3: Sustituimos los coeficientes obtenidos en la reacción:3C + 4HNO3, → 3CO2 + 4NO +H2O

Ajustamos el coeficiente para el agua: 3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2O

Cada estudiante balanceará una ecuación por el método de óxido-reducción y método ion electrón de la siguiente lista de reacciones (escogerá una del ítem A y una del ítem B), y dará respuesta a las siguientes preguntas. Los cálculos y operaciones deben ser realizados en la tabla 2 y 3 del anexo- tarea 3.

❏ ❏ ❏ ❏

Números de oxidación de cada elemento. Identificación de los elementos que varían el número de oxidación. Agente oxidante y agente reductor. Selección y ajuste de las semireacciones.

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❏ Ajuste de la reacción.

A. Lista de reacciones para balancear por el método de oxidación-reducción:

a) b) c) d)

KMnO4 + K2SO3 + HCl ⇌ MnO2 + K2SO4 + KCl + H2O K2Cr2O7 + HI + H2SO4 ⇌ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + I2 + H2O H2S + NaMnO4 + HBr ⇌ S + NaBr + MnBr3 + H2O NaNO2 + NaMnO4+ H2SO4⇌ MnSO4 + NaNO3 + Na2SO4 + H2O

Cr2(SO4)3 + KClO3 + KOH ⇌ K2CrO4 + KCl + K2SO4 + H2O

Ejercicio 2. Balanceo de ecuaciones: óxido-reducción e ión electrón Tabla 2. Balanceo de Reacciones Químicas método oxido-reducción. Reacción química a balancear

K2Cr2O7 + HI + H2SO4 ⇌ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + I2 + H2O

Proceso de Balanceo Números de oxidación de cada elemento.

K2+1Cr2+6O7-2 + H+1I-1 + H2+1S+6O4-2 ⇌ K2+1S+6O4-2 + Cr2+3(SO4)3-2 + I20 + H2+1O-2

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Identificación de los elementos que varían el número de oxidación. Cr2+6  Cr2+3 I-1  I20

Agente oxidante y agente reductor. Cr2+6  Cr2+3 (Reducción: agente oxidante) I-1  I20 (Oxidación: agente reductor)

Selección y ajuste de las semireacciones. ( Cr2+6 + 6e-  Cr2+3 ) x1 ( 2I-1  I20 + 2e- ) x3 _______________________________ Cr2+6 + 6e-  Cr2+3 6I-1  3I20 + 6e_______________________________________________

Cr2+6 + 6I-1  Cr2+3 + 3I20

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 Ajuste de la reacción.

K2Cr2O7 + 6HI + H2SO4 ⇌ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3I2 + H2O

Reacción Balanceada

K2Cr2O7 + 6HI + 4H2SO4 ⇌ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O

EJERCICO 3

A. B. La fotosíntesis es un proceso esencial que realizan las plantas, donde se aprovecha la energía lumínica, para producir nutrientes. Y se da por la siguiente reacción.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Calcular la cantidad de moles presentes en: a. 15 gramos de dióxido de carbono (CO2). b. 9 gramos de oxígeno(O2) Calcular la cantidad de gramos presentes en:

c. 2,7 moles de agua (H2O) d. 2,3 moles de glucosa (C6H12O6)

Tabla 3. Balanceo de Reacciones Químicas método Ion electrón. Reacción química a balancear

Proceso de Balanceo

Reacción Balanceada

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Tabla 4. Cuantificación de la materia (Ítem A).

CO2 Gramos

15

moles

0,34

Cálculos

H2O +

48,6

C6H12O6 ->

2,7

414 2,3

Datos. CO2 :44 g/mol; H2O: 18 g/mol; C6H12O6:180 g/mol; O2:32 g/mol

a. moles = gramos / masa molar moles de CO2 = 15 gramos / 44 g mol-1 = 0,34 moles de CO2

b. moles = gramos / masa molar moles de O2 = 9 gramos / 32 g mol-1 = 0,28 moles de O2

c. gramos = moles x masa molar gramos de H2O = 2,7 moles x 18 g mol-1 = 48,6 gramos de H2O

O2 +

9 0,28

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 d. gramos = moles x masa molar gramos de C6H12O6 = 2,3 moles x 180 g mol-1 = 414 gramos de C6H12O6

Ejercicio 4. Estequiometria, reactivo limite, pureza de los reactivos, rendimiento de una reacción. Tabla 9. Cálculos estequiométricos. Enunciado del ejercicio

A. El óxido de nitrógeno (NO) se puede producir a partir del estaño (Sn) con ácido nítrico ( HNO3). Que cantidad se produce si reacciona 5 gramos de estaño con una pureza del 87,5% con 12 gramos de Ácido Nítrico al 98% de pureza, y un 99% de rendimiento, según la siguiente reacción.

Sn + HNO3 → SnO2 + NO + H2O

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Cálculos y solución.

98% 3Sn + 4HNO2 → 3SnO2 + 4NO + 2H2O 3gr(2,61) + 7gr(1,61) x = 2,61gr 150,70gr/mol = 0,17mol x = 1,61gr 47,13gr/mol=0,034mol 2,61grSn → 1.61grHNO3 x→ 0,17mol x = 2,61gr x 0,17mol 1,61gr = 0,275 mol

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Conclusiones Las diferentes transformaciones que sufren las sustancias debido a la acción de otras, son palpables ya sea por su cambio de color o de olor, o cualquier cambio que denote una diferencia entre la sustancia inicial y la resultante, cuando observamos este tipo de transformaciones damos por sentado que esta ha sufrido un cambio en su composición química

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Bibliografía González, M. R. & Montagut, B. P. (2014). Química. (pp. 108-117). México, D.F., MX: Larousse - Grupo Editorial Patria. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?ppg=119&docID=3227909& tm=1532501051161 – Recio, D. (2006). Química general. (pp. 14-33). México, D.F., MX: McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?ppg=25&docID=3192629&t m=1532501358434