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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 POST_TAREA_GRUPO201102A_612

JEAN CARLOS CELIS ESTRADA 1090370180 ANYI PAOLA DELUQUE RODRIGUEZ 1118873247 Nombre y apellidos del estudiante TECNOLOGIA EN LOGISTICA INDUSTRIAL Programa Académico

Contacto: [email protected] Correo electrónico institucional Universidad Nacional Abierta y a Distancia JULIO, 2019

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 INTRODUCCION

Con La Elaboración de esta actividad se quiere llegar abordar todos los temas tratados en la unidad uno dos y tres manejando los conceptos claros que nos ayude a identificar todos y cada uno de los ejercicios planteados en la actividad la cual está programada para elaborar mediante la metodología de trabajo colaborativo. Se estarán planteando la solución de 4 ejercicios y una lectura que nos ayudara a interpretar como podría ser la vida inorgánica teniendo en cuenta varios elementos de la tabla periódica y cuál es su funcionamiento en el cotidiano de nuestras vidas. También estaremos abordando la aplicación de las moléculas en el campo industrial y su importancia en la misma la Aplicación de cálculos estequiometricos en aleaciones todo esto se llevara a cabo mediante el planteamiento de ejercicios a los cuales al finalizar la actividad debemos haber resuelto de manera acertada

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¿PUEDE SER LA VIDA “INORGÁNICA”? 1

Es obligado poner de manifiesto que, en contra de la creencia general, una parte importante de la vida es inorgánica, es decir, descansa en la química de los metales y sus compuestos. Algunos elementos metálicos como el Na, el K, el Ca, el Fe o el Zn están presentes en los seres vivos en concentraciones relativamente elevadas, mientras que otros como el V, el Mo, o el Cu, existen en cantidades muy pequeñas, pero son sin embargo indispensables para muchos procesos Biológicos. La química molecular de los metales de transición es mucho más compleja y variada que la de los metales de pre y de pos transición, es decir, los de los Grupo 1 y 2 y 12 á 18, respectivamente. No deja, por ello de ser interesante que muchos de ellos posean una función biológica importante y sean parte del sitio activo de algunas proteínas y otras macromoléculas. En las hemoglobinas, que constituyen la familia más importante de transportadores de O 2, el sitio activo es un grupo heme, es decir una porfiriana de Fe, encapsulado en una proteína (el Cu en las hemocianinas). Otros procesos muy complejos son los que implican la reducción de una molécula de O2 a dos de H2O, que es catalizada por el citocromo c oxidasa, una enzima muy compleja con un centro bimetálico de Fe y Cu, y los contrarios de oxidación del H2O a O2 con ayuda de la luz, catalizada por una enzima que contiene cuatro átomos de Mn, en un sistema muy complejo, denominado Fotosíntesis II, responsable de la fotosíntesis, y del que forma parte la clorofila.

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A. ¿Ubicar en la Figura 1. Esquema de Tabla periódica, todos los elementos nombrados en la lectura?

H O Na K

Ca

V

Mn

Fe

Cu

Zn

Mo

Figura 1. Esquema de Tabla periódica.

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 B. Realizar la configuración electrónica para los elementos metálicos de la lectura y a partir de ello justificar el grupo y periodo. Elemento Na K Ca Fe

Configuración Electrónica 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p63d64s2

Grupo 1 1 2 8

Periodo 3 4 4 4

Justificación En cada período aparecen los En cada grupo aparecen elementos cuyo último nivel de los elementos que su configuración electrónica presentan el mismo coincide con el número del número de electrones en período, ordenados por orden el último nivel ocupado o creciente de número atómico capa de valencia.

C. Escribir las formulas moleculares de un compuesto por elemento formado por Na, K, Ca, Fe y Zn, en cada uno de las siguientes funciones químicas: Óxidos Na2O K2O CaO FeO ZnO

óxido de sodio óxido de potasio Oxido de Calcio Óxido de Hierro Óxido de Zinc

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NaOH KOH Ca(OH)2 Fe(OH)2 Zn(OH)2

Hidróxido hidróxido de sodio hidróxido de potasio hidróxido de calcio hidróxido de hierro III hidróxido de Zinc

Na K

Sales NaCl

Ca Fe

KMnO₄ CaCO₃ FeCl₂

Zn

ZnBr₂

Explicación: Los óxidos se forman por la combinación de un metal con oxígeno y están de la forma MO donde M es el metal y O es el oxígeno. Los hidróxidos están formados por un elemento metálico y el grupo OH que usa un número de oxidación de -1 Las sales están formadas por un catión y un anión

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. Nombrar los anteriores compuestos utilizando la nomenclatura stock, tradicional y sistemática. Formula ZnOH NaOH KOH CaOH2 FeOH2

Nomenclatura Tradicional óxido cíncico hidróxido sódico hidróxido potásico hidróxido cálcico hidróxido ferroso

Nomenclatura sistemática monóxido de cinc hidróxido de sodio hidróxido de potasio Dihidróxido de calcio Dihidróxido de hierro

Numerales de stock óxido de cinc hidróxido de sodio hidróxido de potasio hidróxido de calcio hidróxido de hierro (II)

E. ¿Podríamos inferir de la lectura que en la vida son necesarios muchos elementos de la tabla periódica? Si, ya que todos son fundamentales para el desarrollo de la vida F. En el Texto “la reducción de una molécula de O2 a dos de H2O” como podríamos evidenciarlo o como se explica que existe una reducción. G. Para los hidróxidos dados como ejemplos de los elementos Na, K, Ca, Fe y Zn, si disponemos de una solución de concentración 0,1 M para cada uno, podríamos inferir que todos tienen el mismo pH y pOH, justificar su respuesta. Primero que todo, los hidróxidos formados por los elementos son: NaOH, KOH, Ca (OH)₂, Fe (OH)₂, Fe (OH)₃, Zn (OH)₂. Si cada uno tiene una concentración 0.1 M, no se puede inferir que todos tienen el mismo pH y pOH, ya que estos valores dependen de la concentración de iones hidrógeno H⁺ e hidroxilo OH⁻ mas no de la concentración de la solución. Hay hidróxidos que tienen mayor concentración de OH que otros.

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 Ejercicio 2. Aplicación de moléculas en el campo industrial. A continuación, se presentan una serie de moléculas inorgánicas consideradas de gran importancia en diversos procesos industriales. Cada estudiante seleccionará una de las moléculas e informará al tutor y a los integrantes de grupo publicando en el foro - Interacción Post-tarea, la cual será aprobada por el tutor para el desarrollo del ejercicio. Sustancias con aplicación industrial Mg(OH)2, hidróxido de magnesio: Compuesto inorgánico utilizado como antiácido. Para la molécula seleccionada, consolidar la información de las siguientes propiedades periódicas y compartirla en el foro: A. Ordene los átomos y los iones que conforman la molécula de mayor a menor tamaño. De acuerdo a su peso o masa atómica se pueden ordenar de la siguiente manera: Elemento químico ___ Peso atómico Magnesio Mg _____ 24,305 g/mol Oxígeno O ________ 15,99 g/mol Hidrógeno H _______ 1 g/mol

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 B. Escriba la configuración electrónica y en la tabla periódica indique grupo, periodo, representativo, transición o transición interna; metal o no- metal. Mg = Z 12 = 1s² 2s² 2p⁶3s². Grupo 2, periodo 3, metal alcalino-térreo O = Z 8 = 1s² 2s² 2p⁴. Grupo 14, periodo 2, no metal H = Z1 = 1s¹.b Grupo 1, periodo 1, no metal. C. Con base en la ubicación en la tabla periódica de los elementos que conforman la molécula, prediga cuál tendrá la segunda energía de ionización más alta. La energía de ionización del Oxígeno es la más alta 1313,9, seguida de la del hidrógeno 1312,0 y al magnesio le corresponde una energía de 737,7. Por tanto, la segunda energía de ionización más alta en la molécula de Mg (OH)₂ es la del hidrógeno. D. Describa y razone, mediante qué enlace químico se unen los compuestos que forma A consigo mismo y con B, C y D (siendo A en su molécula escogida el primer átomo, B: el segundo átomo, C: el tercer átomo y D el cuarto átomo según sea el caso). El enlace que corresponde a la magnesio con el oxígeno (primer y segundo átomos) es un enlace iónico. El producto es óxido de magnesio.

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 Entre el magnesio y el hidrógeno (primer y tercer átomos) se produce un enlace iónico para dar lugar al hidruro de magnesio.

E. Explique cómo se forman los puentes de hidrógeno y de dos ejemplos. Cloro molecular (Cl₂) = No se establecen enlaces de hidrógeno. Ejercicio 3. Aplicación de las constantes de equilibrio en gases. Lee atentamente el siguiente enunciado y luego responda en grupo las preguntas que vienen a continuación. La constante de equilibrio (Kp) para la reacción de carbono sólido con dióxido de carbono produciendo monóxido de carbono a 700 ºC, tiene un valor de 0,80: A. Escriba la reacción que tiene lugar y las semirreacciones correspondientes. C(s) + CO2 (g) → 2CO (g) B. Calcule las presiones parciales del equilibrio si inicialmente se tiene 2 moles de CO2, en un recipiente de 10 L y a una temperatura de 800 ºC, además de carbono sólido. Ley de los gases ideales: V x P = n x R x T V = 10 L / 1000 = 0.01 m³ T = 800 ºC + 273 = 1073 K R = 8.314 (KJ/ K mol K)

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 n = 2 mol / 1000 = 0.002 Kmol Calcular PCO2 P CO2 = (0.002 Kmol x 8.314 (KJ/ K mol K) x 1073 K) / 0.01 m³ PCO2 = 1,784 Calcular PCO Kp= PCO/PCO2 PCO= Kp x PCO2 PCO= 0.80 x1784 KPa PCO= 1.427 KPa Calcule las presiones parciales del equilibrio si inicialmente se tiene 2 moles de CO2, en las mismas condiciones que el apartado anterior, pero en un recipiente cuyo volumen es la mitad. C. Si se conoce que la reacción es endotérmica, ¿Hacia dónde se desplazará el sistema si la temperatura aumenta hasta 1600 ºC? Si la reacción es endotérmica esto significa que el calor se transfiere al medio, por tanto, si la temperatura aumenta a un valor de 1600ºC, entonces tenemos que el sistema se mueve hace el medio ambiente, ya que el calor buscará la temperatura de menor valor y en este caso es el medio ambiente que posee 32ºC. Suponiendo que se separa el monóxido de carbono formado en la reacción anterior y se prepara una disolución añadiendo 1 L de agua ha dicho óxido; ¿cuál es la concentración final en unidades de normalidad que se obtendría?

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 DATOS: Al separarse e CO (g) en la reacción: C(s) + CO2 (g) → 2 CO (g) V = 1 L agua N =? SOLUCION: 1mol CO2 (g) * 2 mol CO (g) / 1mol CO2 (g) = 2 mol CO (g) 2 mol CO (g) * 28 g CO (g) / 1mo CO (g) = 56 g CO (g) Pm CO (g) = 28 g/mol Pequiv = Pm / Nº = 28 g/mol / 1 = 28 g/equiv. 56 g CO (g) * 1 equiv -g CO (g) / 28 g CO (g)= 2 equiv-g CO (g) NORMALIDAD: N = equiv-g sto / Lts sol N = 2 equiv-g CO (g) / 1 L = 2 equiv/L N=2N

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 Ejercicio 4. Aplicación de cálculos estequiométricos en aleaciones Lee atentamente el siguiente enunciado y luego responda en grupo las preguntas que vienen a continuación. Se dispone de 100 g de sulfuro ferroso con el 97,5% de pureza que reacciona con 50 mL de una disolución de ácido sulfúrico al 27% en masa y densidad 1,2 g/mL, obteniéndose sulfato ferroso y sulfuro de hidrogeno, siendo el rendimiento de la reacción del 89%. A. Ajustar la reacción por el método de óxido-reducción. FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S 88g

98 g

₋₂

152g

34g

₆

S →

S + 8e-

se oxida

B. Calcular la cantidad de sulfato ferroso que se obtiene de la reacción. 100g FeS * 97.5 g/100g = 97.5 g FeS 50 ml sol* 1.2 g/ml *27 g / 100 g = 16.2 g H2SO4 97.5 g FeS* 98 gH2SO4/88gFeS = 108.57 gH2SO4 16.2 gH2SO4 * 88gFeS/ 98 gH2SO4 = 14.54 g FeS El reactivo limitante es H2SO4 El reactivo en exceso es FeS

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 16.2 g H2SO4 * 152 g FeSO4/ 58 g H2SO4 = 42.45 g FeSO4 rend teórico %R = Rend real / rend teor*100 Rend real = %R* Rend teo/100 Rend real = 89 % * 42.45 gFeSO4/100 = 37.78 g FeSO4 C. Calcular el volumen de sulfuro de hidrogeno que se recogerá́ a 20 ºC y 760 mmHg. 16.2 g H2SO4 * 34 g H2S/ 98 g H2SO4= 5.62 gH2S P* V = m*R*T/Pm V= m*R*T/P*Pm V = 5.62 g H2S * 0.082 L*atm/ºK*mol * 293ºK/1 atm* 34 g/mol V H2S= 3.97 Lts H2S D. Determine la cantidad del reactivo en exceso que no reacciona. 97.5 g - 14.54 g = 82.96 g FeS.

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 CONCLUSION

Se logra identificar como se llevaran a cabo la solución del os ejercicios planteados teniendo en cuenta cada una de las temáticas que se debe aplicar a la solución de los mismos. Se logra el objetivo de conocer y aclarar los conceptos visto durante el trabajo realizado a la unidad 1 unidad 2 y unidad 3 teniendo en cuenta el acompañamiento brindado por el tutor asignado a la materia de Química General Para finalizar se tiene en cuenta la rubica evaluativa para poder conseguir los requisitos planteados para esta actividad.

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 https://www.youtube.com/watch?v=Ev1VdeLVGCc  https://es.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-equilibrium/equilibrium-constant/a/calculatingequilibrium-constant-kp-using-partial-pressures  https://www.um.es/web/empresas/-/aplicacion-industrial-de-polimeros