• Author / Uploaded
• Cristian Velez

Citation preview

Anexo – Tarea 2 Materia y Reactividad Tablas para el desarrollo de los ejercicios. Nombre y apellidos: Correo institucional: Número de grupo:

Cristian David Velez Rendon cdvelezre@unadvirtu al.edu.co. 201102_236

Número de estudiante seleccionado: Estudiante 4 Programa académico:

Ingeniería Industrial

Nombre del tutor:

Ana Maria Betancur

Ejercicio 1. Materia y medición Tabla 1. Unidades de medición 1. Pregunta (a) (2 puntos) Poniendo al frente de cada valor de una Según su opinión, ¿Cómo se pudo haber evitado la cantidad física, las cantidades que le destrucción del satélite espacial Mars Climate Orbiter?. corresponden, revisar y hacer las Argumente su respuesta. conversiones pertinentes para trabajar en un solo sistema de unidades, o bien, unificar solo un sistema de unidades que acoja el ámbito científico global para evitar otros conflictos 2. Pregunta (b) (2 puntos) 3. Cantidades 4. Unidades sistema métrico 5. Unidades sistema inglés

fundamental es Longitud Masa

Kilómetro (km) = 103 metros (m) Kilogramo (kg) = 1000g

1 pie = 12 pulgadas (pulg) 1 libra (lb) = 7000gr (granos)

1

Tiempo Temperatura Cantidad de sustancia Corriente eléctrica

Segundos (s)= 60s = 1 minuto Kelvin = 273.15°C =0 k° Mol=

10−3 mol=1 mmol(milimol) Ampere=106 µA=1A 6. Pregunta (c) (2 puntos)

1 hora= 3600 s 0°R= -459.67 °F 1 lbmol(libramol)=453.6 mol

103 A= 1kA(kiloamperio)

2

7. Cantidades derivadas Velocidad Densidad Volumen Fuerza Presión Energía

11. Conversiones

8. Unidades

9. Símbolo

metro por segundo Kilogramo por metro cubico Metro cubico Newton pascal joule 10. Pregunta (d) (2 puntos) Procedimiento: Procedimiento: km∗1000 m kg∗1 lb ∗1 ft 0,834 =1,839 lb 1 km 0,4536 k g ∗1 yd 0.3048 m 250 =273403,325 yd 3 ft

m /s Kg/m3 m3 N Pa J Procedimiento: m3∗1∗10 6 cm3 ∗1 ml 1 m3 7,2 =7,2∗106 ml 3 1cm

12. Pregunta (e) (2 puntos) Procedimiento: Procedimiento:

Las temperaturas a 120°C+273.15= 393.15°K las que se ve expuesto un satélite 9 en orbita están entre 120°C* +32= 248°F 5 +120 ºC y -170 ºC. Convertir estas temperaturas a escala K y ºF. 13. Referencia (normas APA) -

-170°C+273.15=103,15°K

9 5

-170°C* +32= -274 °F

2

Tabla 2. Análisis dimensional y notación científica 1. Pregunta (f) (1 punto)

3

La distancia entre la Tierra y la Luna es de aproximadamente 240,000 mi. El Concorde SST tiene una velocidad respecto al aire de 2400 km/h. Si el Concorde pudiera volar a la Luna, ¿Cuántos segundos tardaría?

Procedimiento: 240000mi*1,609km/1mi=386160 km 386160km*1h/2400km*3600s/1h= 579240s V=d/t

t=d/v

2. Pregunta (g) (2 puntos) Procedimiento: Para el funcionamiento de sus satélites Combustible 1 meteorológicos, la NASA utiliza dos tipos de lb∗0,4536 kg combustibles líquidos. Un recipiente que ∗1000 g 1lb contiene 40 lb del combustible 1 mide 40 =18144 g 1 kg 14*20*30 pulg. Un recipiente que contiene 40 lb del combustible 2 tiene un volumen de 1.9 gal. 14∗20∗30 pulg 3=8400 pulg 3∗¿ ¿ Calcule la densidad media de los combustibles 1 y 2 en g/cm3. ¿Sería correcto decir que el m 18144 g combustible 1 es más ligero p= = =0,132 g /c m 3 3 v 137651,338 c m que el combustible 2? Explique. Combustible 2 40 lb=18144 g gal∗3,785 l ∗1000 c m3 1 ga l 1,9 =7191,5 c m3 1l

p=

m 18144 g = =2,523 g /c m 3 3 v 7191,5 c m

si es correcto, puesto que tiene una menor densidad, esto significa que para un mismo volumen ocupado por el combustible, su masa sería menor. Que el combustible 2.

3. Pregunta (h) (2 puntos) Operación 1: Operación 2: Realizar las operaciones siguientes como si 24 6 24 4,68∗1 0 m−8,63∗10 m=4,680∗10 725002 m mg+ 2,05∗1 018 mg=2,050∗1018 mg fueran cálculos de resultados experimentales, exprese la respuesta en notación científica, con unidades y el número correcto de cifras significativas.

Ejercicio 2. Átomos, moléculas y iones Tabla 3. Estructura atómica (5 puntos) 1. Símbolo del element o

#$ 𝑀𝑜 !"

Ca

Mg

N

Protones Neutrone s Electrone s Núm. masa Isótopo ¿Metal, no metal o metaloide?

b. ¿Dónde se encuentra el elemento en el cuerpo humano?

42 54

20 20

12 12

7 7

42

20

12

7

96

40

24

14

42Ca 20

#" !"𝑀𝑜

Met al El molibdeno participa en sistemas enzimáticos relacionados con el metabolismo del ácido úrico.

c. ¿Cuáles de estos elementos, esperaría usted que exhibieran la mayor similitud en sus propiedades físicas y químicas?. Explique. 2. Referencia (normas APA)

!"

25 Mg 15

metal

7

15N

No metal

2. Preguntas El calcio se Ayuda a mantener Está presente en necesita para la el funcionamiento los aminoácidos formación de los normal de los que forman las huesos y también musculos y proteínas y en los interviene en la nervios, nos brinda ácidos nucleicos transmisión de soporte a un de nuestro ADN señales del sistema sistema inmunitario nervioso saludable El calcio y el magnesio, ya que ambos pertenecen al mismo grupo IIA(alcalinotérreos) esto significa que tienen el mismo número de electrones de valencia.

Tabla 4. Compuestos moleculares y iónicos (5 puntos)

Para la realización de fórmulas estructurales, se sugiere emplear el siguiente recurso en línea:

Figura 2. Página emolecules en línea. Consultado el 20 de julio del 2020 y disponible en línea: https://www.emolecules.com 1. Elemento 2.nomb re

carbono

3. símbo lo

C

4.Fórmu la molecul ar

C H 4

5. Fórmula estructur al

H

H C H

H

7. Iones de cada elemen to

6. Importancia del compuesto

Se emplea como combustible en la generación de electricidad, su uso principal es en actividades donde se necesite combustión.

C+2, C+4, C4

8. Importancia de los iones en el cuerpo human o El ión C+4 interviene en la formación de biomoléculas (ejemplo: proteínas) 5

Calcio

Ca

CaCo3

Magnesio

Mg

Mg0

Nitrogeno

N

NH3

9. Referencia (normas APA)

Mg=0

Se usa como agente para absorber liquidos, también para la fabricación de adhesivos y agentes aglutinantes Es usado en abrasivos y como material absorbente

Es usado para la síntesis de un gran numero de fertilizantes y pesticidas -

+2

+2

o

+1, +2, ±3, +4, +5

El ion Ca+2 interviene en la formación de huesos y en la transmisión de señales nerviosas Al participar en mas de 300 reacciones metabólicas esenciales , el único ion de magnesio es de gran importancia, como por ejemplo en la producción de energia de la forma ATP. El ion N3 tiene un papel como inhibidor de la cadena respiratoria mitocondrial.

6

Tabla 5. Nomenclatura química (5 puntos) 1. Cati ón

2. Anió n

4. Nomenclatura

3. Fórm ula del compuest o

5. Stock

6. Tradicional

H+1

SO4 2

4

Ácido tetraoxosulfúrico (VI)

Mg 2+¿¿

Br-

MgBr 2

Bromuro de magnesio

Bromuro magnésico

Ca2+¿ ¿ N 2+¿ ¿

OH-

Hidróxido de calcio

Hidróxido cálcico

Óxido de nitrógeno (II)

Oxido nitroso

H +¿¿

BrO−¿¿ 3

Acido trixobromico (V)

Acido bromico

Fosfato de sodio

Fosfato sodico

Oxido de rutenio (III)

Oxido rutenoso

-

O-2

H2SO

Ca(Oh)2 No❑ HBrO

Ácido sulfúrico

3

Na+¿¿ Ru+3

PO 3−¿¿ 4 O 2−¿¿

Na3P O4 Ru2O

7. Sistemática

tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno Dibromuro de magnesio Dihidróxido de calcio

8. Función Inorgáni ca Ácido Sal Hidróxido

Monóxido de nitrogeno Trioxobromato de hidrogeno (V) Tetraoxido fosfato de trisodio (V)

oxido

Trióxido de dirutenio

oxido

Acido sal

3

Ejercicio 3. Propiedades periódicas de los elementos Para consultar las propiedades periódicas, se recomienda el uso del siguiente recurso en línea:

6

Figura 2. Página Ptable en línea. Consultado el 20 de julio del 2020 y disponible en línea: https://www.ptable.com Tabla 6. Configuración electrónica y la tabla periódica (5 puntos)

7

1. Principio de exclusión de Pauli 3. Total 2. de Elemento electron es Li 3 Lit io

Cada electrón perteneciente a un atomo ocupa una orbita caracterizada por 4 numeros cuánticos, el principio de exclusión de Pauli establece que no pueden existir 2 electrones con todos sus 4 numeros cuánticos iguales.

4. Diagrama de orbitales L i

↑ ↓ 1 s

5. Configuración electrónica

↑ 2 s

1s2 2s1

Ca Calcio

20

1 s 2 2 s 2 2 p6 3 s 2 3 p6 4 s2

Mg magnesio

12

1 s 2 2 s 2 2 p6 3 s 2

N nitrogeno

7

1 s 2 2 s 2 2 p3

6. Elemento

7. Grupo y nombre

8. Periodo

Li Lit io

IA Metales Alcalinos

I I

Ca calcio

IIA metales alcalinotérreos

IV

Mg magnesio

IIA metales alcalinotérreos

III

9. Justificación 1s2 2s1: El orbital 2s más alto, indica el número del periodo (2). Dicho nivel contiene 1 electrón, por tanto, el elemento pertenece al grupo 1. El orbital 4s mas alto indica el número del periodo (4). Este nivel contiene 2 electrones, por tanto pertenece al grupo 2 El orbital 3s mas alto indica el número del periodo (3). Este nivel contiene 2 electrones, por tanto pertenece al grupo 2.

N nitrogeno

VA nitrogenoides o familia del nitrogeno

10. Referencia (normas APA)

II

El orbital 2p mas alto, indica el numero del periodo (2). Pero al no estar 2s y 2p en el mismo nivel de energía, se tienen asi 5 electrones, por tanto pertenece al grupo 5.

-

Figura 1. Propiedades periódicas de los elementos químicos (5 puntos) Ciertas propiedades de los elementos exhiben un cambio gradual conforme nos movemos a lo largo de un periodo o familia en la Tabla Periódica. El conocer estas tendencias, nos ayudará a comprender las propiedades químicas de los elementos. Por ejemplo, el radio atómico crece al bajar en una columna, y disminuye al avanzar a la derecha en un periodo. De acuerdo con lo anterior, completar el siguiente esquema:

Propiedades periódicas de los elementos

Radio atómico

Energía de ionización

Definición: identifica la distancia

Afinidad electrónica Definición: es la energía minima

que existe entre el nucleo y el orbital mas externo de un atomo. Por medio de este es posible determinar el tamaño del atomo

requerida para separar un electron del estado basal del atomo o ion aislado en el estado gaseoso.

Tendencia:

Tendencia:

Disminuye

aumenta Disminuye

Disminuye

Definición: la mayoría de atomos

pueden ganar o perder electrones para formar aniones. El cambio ocurre cuando un electron se agrega a un atomo gaseoso, se conoce como afinidad electrónica, ya que mide la atracción, o afinidad del atomo.

Tendencia: Aumenta

aumenta

Tabla 7. Tendencias periódicas de los elementos químicos (5 puntos) 1. Elemento

2. Energía de ionización (KJ/mol) Primera Segund a

3. Radio atómico (Å)

4. Afinidad electrónica (KJ/mol)

Mg Ca N

735 1450.7 590 1145.4 1420 2856 Radio atomico

1.6 1.97 0.92

Valores organizados de mayor a menor A >B> C ¿hay relación de la tendencia observada con la ubicación de estos elementos en la tabla periódica?

Propiedad periódica elegida

5. Referencia (normas APA)

-

0 2.37 7 1.97>1.6>0.92

Si se ve claramente la tendencia, pues al bajar en los periodos, el nitrógeno tiene el radio atómico más pequeño y aumenta con el magnesio y luego aumenta con el calcio. Al pasar de izquierda a derecha entre grupos, el radio atómico disminuye, pues los radios atómicos del magnesio y del calcio son mayores que el nitrógeno.

Ejercicio 4. Reactividad. Tabla 8. Enlace químico y electronegatividad (7 puntos) 1. Fórmula molecular (producto químico) Cu(OH)2

2. Fórmula estructur al

H

O

Cu

O

3. Diferencia de electronegativid ad

H

Cu-O: 3.44–1.90=1.54 O-H: 3.44–2.20=1.24

4. Tipo de enlace

Cu-O: Covalente polar O-H: Covalente polar

C3H6

C-H:2.6-2.2=0.4 C-C:2.6-2.6=0

C-H: covalente apolar C-C: covalente apolar

H3PO4

P-O:3.4-2.2=1.2 O-H:3.4-2.2=1.2

P-O: covalente polar O-H: covalente polar

5. Tipo de reacción química Doble desplazamiento Oxidación Neutralización

6.Reacción propuesta (indicar estado de agregación y tipos de compuestos utilizados) Cu(OH)2 (s) + H2SO4 (ac) → Cu(SO4) (ac) + 2H2O (l) hidróxido ácido sal agua 2C3H6(g) + 9O2(g) Alqueno oxigeno 3NaOH(ac) + H3PO4(ac) Hidróxido acido

6CO2(g)+6H2O(L) oxido agua Na3PO4(ac) + 3H2O(L) sal agua

Tabla 9. Ecuaciones químicas y balanceo (8 puntos) 1. Método de Balanceo

2. Reacción a. Ecuación química y números de oxidación: + 1 −1 +1 −2 K +1 Mn +7 O−2 C L → K +1 C−1 L+ Mn+2 C−1 L2+ C L−1 4 +H 2 +H2 O

3. Oxidación– reducción

b. Elementos que sufren un cambio en su número de oxidación: Mn (de +7 a +2) y Cl (de -1 a 0)

c. Semireacciones: agente oxidante y reductor: M n+7 → M n+2 agente oxidante C l −1 →C l 02 age ntereductor

d. Ajuste de coeficientes y número de electrones en ambas semireacciones: M n+7 +5 e−¿→ M n

+2

¿

2 C l−1 → C l 02 +2 e−¿¿ 2 M n+7 +10 e−¿ →2 M n

+2

¿

10

10 C l−1 →5 C l 02 +10 e−¿¿ 2 M n+7 +10 e−¿+5 C l

−1

+2

0

−¿¿

→ 2 M n +5 Cl 2 +10 e

¿

2 M n+7 +10 C l −1 →2 M n+2+ 5C l 02 e. Reacción balanceda: 2 KMnO 4+ 16 HCl → 2 KCl+2 MnC l2 +5 C l 2 +8 H 2 O a. Ecuación química y números de oxidación: + 4 −2 H +1 2 S O3 + ¿

4. Ión-electrón

b. Semireacciones: agente oxidante y reductor: + 4 −2 H +1 2 S O3 → ¿

Agente reductor

¿ Agente oxidante

c. Igualación del número de átomos en cada semireacción: H 2 S O3 + H 2 O → ¿ ¿ d. Igualación del número de electrones en cada semireacción: H 2 S O3 + H 2 O → ¿

11

¿

e. Suma de las dos semireacciones y simplificación de términos comunes: 5 H 2 S O3 +5 H 2 O →5 ¿ 2¿ 5 H 2 S O 3 +5 H 2 O+2 ¿ 5 H 2 S O3 +2 ¿

12

Conclusiones 

El saber hacer factores de conversión o el solo hecho de unificar más las unidades, (como el S.I), se puede evitar con ello Conflictos que pueden acarrear grandes problemas.



Es de suma importancia instruirse en las propiedades periódicas de los elementos, así al hablar de alguno en particular, con su Ubicación, se podrá comparar respecto a otros.



Las reacciones químicas cobran gran importancia al saber que a partir de ellas se pueden teorizar la obtención de algún compuesto en particular.

11